電力系統(tǒng)機電波傳播與控制研究.pdf

1、深入研究機電擾動在電力系統(tǒng)中的傳播規(guī)律，尋找控制機電擾動傳播的方法，對于保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有重大的現(xiàn)實意義。電力系統(tǒng)機電波理論是用連續(xù)體建模研究電力系統(tǒng)機電擾動傳播的新方法，將機電波理論運用到實際電力系統(tǒng)分析與控制中還有很多問題需要深入研究。本文針對機電擾動的傳播與控制問題，分別從實際電力系統(tǒng)中的機電擾動傳播、內(nèi)電抗對機電擾動傳播的影響及基于超導磁儲能的機電擾動控制三方面進行了嘗試性地研究。
　　 本文對機電波理論已有研究

2、成果進行了概述性的介紹，介紹了一維和二維空間上連續(xù)體機電波的傳播方程及一維鏈式離散系統(tǒng)上機電擾動的傳播，并據(jù)此給出了機電波的傳播速度、機電波特性阻抗以及機電波控制的零反射與零透射原理。
　　 在某實際電網(wǎng)仿真系統(tǒng)上研究了某實際電網(wǎng)的頻率敏感性，利用電力系統(tǒng)綜合分析程序(PSASP)仿真得到了某實際電網(wǎng)在遭受大約0.43pu有功功率擾動后，全網(wǎng)所有500kV母線及發(fā)電機角頻率都將在擾動后2秒內(nèi)的變化值達到設定門檻值0.005Hz，

3、該擾動功率占電網(wǎng)總的發(fā)電量的0.0616％。通過測量CDM網(wǎng)與CN電網(wǎng)的機電波傳播速度，說明了可以從機電波傳播速度粗略地估計地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)電機密度和電網(wǎng)聯(lián)系緊密程度。
　　 考慮發(fā)電機內(nèi)電抗后，在一維鏈式電力系統(tǒng)上，給出了母線電壓相角增量傳播的四階非線性色散波動方程。由于色散的原因，當不同波長的機電波在系統(tǒng)中傳播時，傳播速度不相同，會導致波形出現(xiàn)畸變。利用Laplace變換和留數(shù)法，求解得到了在階躍功率擾動后，母線電壓相角增量傳播

4、的時域解，并通過仿真驗證了理論的正確性。將本文得到的擾動后功率傳播理論與P.M.Anderson等人提出的擾動后功率分配的公式進行對比發(fā)現(xiàn):P.M.Anderson等人的公式只能給出擾動發(fā)生后初始功率分配和慣性功率分配，而本文的理論可以得出功率傳播的整個過程。并在考慮電力系統(tǒng)典型參數(shù)的情況下，研究了本文母線電壓相角增量傳播時域公式每一項對母線電壓相角傳播的影響，得出實際電力系統(tǒng)中，每臺發(fā)電機受到的擾動功率部分是瞬時傳播的，而其余部分是在

5、機電耦合的電力系統(tǒng)中，以一定速度傳播分配的結(jié)論。
　　 利用基于測量的方法，測量得到了系統(tǒng)的機電波特性阻抗?；诔瑢Т艃δ苎b置，設計了電力系統(tǒng)機電擾動傳播控制器。在WECC127母線仿真系統(tǒng)上，利用PSS/E仿真軟件仿真了零透射控制器、透射系數(shù)為0.6的控制器的控制效果，仿真表明，擾動的反射與透射與理論相符，證明了控制器的有效性。基于機電波理論的擾動控制器的設計與擾動性質(zhì)本身沒有關系，只與系統(tǒng)結(jié)構與參數(shù)有關，體現(xiàn)了基于機電波理論