電力系統(tǒng)機(jī)電波傳播與控制研究.pdf

1、深入研究機(jī)電擾動(dòng)在電力系統(tǒng)中的傳播規(guī)律，尋找控制機(jī)電擾動(dòng)傳播的方法，對(duì)于保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重大的現(xiàn)實(shí)意義。電力系統(tǒng)機(jī)電波理論是用連續(xù)體建模研究電力系統(tǒng)機(jī)電擾動(dòng)傳播的新方法，將機(jī)電波理論運(yùn)用到實(shí)際電力系統(tǒng)分析與控制中還有很多問(wèn)題需要深入研究。本文針對(duì)機(jī)電擾動(dòng)的傳播與控制問(wèn)題，分別從實(shí)際電力系統(tǒng)中的機(jī)電擾動(dòng)傳播、內(nèi)電抗對(duì)機(jī)電擾動(dòng)傳播的影響及基于超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的機(jī)電擾動(dòng)控制三方面進(jìn)行了嘗試性地研究。
　　 本文對(duì)機(jī)電波理論已有研究

2、成果進(jìn)行了概述性的介紹，介紹了一維和二維空間上連續(xù)體機(jī)電波的傳播方程及一維鏈?zhǔn)诫x散系統(tǒng)上機(jī)電擾動(dòng)的傳播，并據(jù)此給出了機(jī)電波的傳播速度、機(jī)電波特性阻抗以及機(jī)電波控制的零反射與零透射原理。
　　 在某實(shí)際電網(wǎng)仿真系統(tǒng)上研究了某實(shí)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(shí)際電網(wǎng)在遭受大約0.43pu有功功率擾動(dòng)后，全網(wǎng)所有500kV母線及發(fā)電機(jī)角頻率都將在擾動(dòng)后2秒內(nèi)的變化值達(dá)到設(shè)定門檻值0.005Hz，

3、該擾動(dòng)功率占電網(wǎng)總的發(fā)電量的0.0616％。通過(guò)測(cè)量CDM網(wǎng)與CN電網(wǎng)的機(jī)電波傳播速度，說(shuō)明了可以從機(jī)電波傳播速度粗略地估計(jì)地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)密度和電網(wǎng)聯(lián)系緊密程度。
　　 考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)電抗后，在一維鏈?zhǔn)诫娏ο到y(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(dòng)方程。由于色散的原因，當(dāng)不同波長(zhǎng)的機(jī)電波在系統(tǒng)中傳播時(shí)，傳播速度不相同，會(huì)導(dǎo)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(dòng)后，母線電壓相角增量傳播

4、的時(shí)域解，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論的正確性。將本文得到的擾動(dòng)后功率傳播理論與P.M.Anderson等人提出的擾動(dòng)后功率分配的公式進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):P.M.Anderson等人的公式只能給出擾動(dòng)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(gè)過(guò)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(shí)域公式每一項(xiàng)對(duì)母線電壓相角傳播的影響，得出實(shí)際電力系統(tǒng)中，每臺(tái)發(fā)電機(jī)受到的擾動(dòng)功率部分是瞬時(shí)傳播的，而其余部分是在

5、機(jī)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(cè)量的方法，測(cè)量得到了系統(tǒng)的機(jī)電波特性阻抗?；诔瑢?dǎo)磁儲(chǔ)能裝置，設(shè)計(jì)了電力系統(tǒng)機(jī)電擾動(dòng)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(dòng)的反射與透射與理論相符，證明了控制器的有效性?；跈C(jī)電波理論的擾動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)與擾動(dòng)性質(zhì)本身沒(méi)有關(guān)系，只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)有關(guān)，體現(xiàn)了基于機(jī)電波理論