可控串補抑制電力系統(tǒng)次同步振蕩的應(yīng)用研究.pdf

1、我國水能資源主要分布在中西部而大量的用電負荷卻分布于沿海的東部地區(qū)，故而大量的電能需要經(jīng)過長距離的輸送;串聯(lián)電容補償技術(shù)具有提高交流輸電線路的輸送能力、控制并行線路之間的功率分配和增強電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)勢而往往成為必然選擇，但采用串聯(lián)補償?shù)妮旊娋€路容易引發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩失穩(wěn)，它由發(fā)電機和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)耦合而彼此互激;造成發(fā)電機軸系各軸段間產(chǎn)生相對扭轉(zhuǎn)振蕩，加速疲勞積累減短預(yù)期壽命。在大功率半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的柔性交流輸電系統(tǒng)(FA

2、CTS)具有很強的控制能力且反應(yīng)迅速，具有很強的實用性。
　　本文選取晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)抑制電力系統(tǒng)次同步振蕩作為研究對象，首先簡要闡述次同步振蕩產(chǎn)生的機理及相關(guān)研究成果，在IEEE次同步諧振第一標準測試模型的基礎(chǔ)上，運用測試信號法分析研究系統(tǒng)電氣阻尼;建立TCSC時域仿真模型，詳細研究了TCSC的基頻、次頻以及諧波特性，并探究固定串聯(lián)補償電容器的單位容量成本函數(shù)，尋求固定串補與可控串補在抑制系統(tǒng)次同步振蕩時的最優(yōu)經(jīng)

3、濟容量配比;研究基于IEEE第一標準測試模型中TCSC抑制次同步振蕩的最優(yōu)控制參數(shù)，為彌補僅依靠TCSC不能為系統(tǒng)提供足夠的電氣阻尼的缺陷，采用分模態(tài)控制思想為TCSC設(shè)計了附加次同步阻尼控制器SSDC以增加其為系統(tǒng)提供阻尼的能力。分析TCSC的開環(huán)控制、閉環(huán)控制以及附加次同步阻尼控制器之后的系統(tǒng)電氣阻尼;并結(jié)合Prony算法不依賴具體模型的優(yōu)勢驗證前述測試信號法的有效性。
　　多機系統(tǒng)方面:取典型的兩機系統(tǒng)為例，研究TCSC在抑

4、制多機系統(tǒng)次同步振蕩中的應(yīng)用;研究多機系統(tǒng)進行歸類等值并研究標稱相同的多機系統(tǒng)之間特有的雙諧振峰現(xiàn)象;分別研究TCSC在同電廠兩機同型、同電廠兩機不同型以及不同電廠兩機三類工況下抑制系統(tǒng)次同步振蕩中的有效性和必要性;采用Prony算法研究在接入TCSC之后遭受大擾動工況下系統(tǒng)的次同步振蕩穩(wěn)定性，解釋不同電廠兩機之間不易相互激發(fā)軸系扭振的原因。最后在PSCAD/EMTDC中進行故障模擬仿真試驗，驗證待研系統(tǒng)接入可控串補TCSC并附加次同步