電力系統(tǒng)次同步振蕩分析方法與抑制技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)中單機(jī)容量不斷增大、超大規(guī)模的遠(yuǎn)距離交直流混合輸電和靈活交流輸電裝置的廣泛應(yīng)用，我國電網(wǎng)已進(jìn)入了大容量、超高壓、遠(yuǎn)距離的交直流混合輸電時(shí)代。正是這一復(fù)雜電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式使次同步振蕩(SSO)問題日漸凸現(xiàn)，針對該課題的研究面臨諸多新的挑戰(zhàn)。結(jié)合我國電網(wǎng)實(shí)際，對SSO分析方法和抑制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)從線性系統(tǒng)頻率響應(yīng)的角度，對復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法的基本公式進(jìn)行了深入推導(dǎo)和分析，得到了發(fā)電機(jī)電磁功率

2、與轉(zhuǎn)子角增量之間的復(fù)轉(zhuǎn)矩復(fù)頻域表達(dá)式，進(jìn)而從系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度分析了復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法的適用性。結(jié)果表明，復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法適用于漸進(jìn)穩(wěn)定的多機(jī)系統(tǒng)。
　　 在此基礎(chǔ)上，以IEEE次同步振蕩第二標(biāo)準(zhǔn)模型為研究對象，對復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法應(yīng)用中的計(jì)算方法、非待研機(jī)組的軸系模型和非待研機(jī)組等效模型對分析結(jié)果的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，非待研機(jī)組軸系采用單剛體模型與采用多質(zhì)量塊模型相比，在其自然扭振頻率點(diǎn)附近的電氣阻尼存在一定的差異，其他頻率點(diǎn)基本一致；非

3、研究發(fā)電機(jī)采用固定頻率電源模型等效時(shí)會帶來一定的誤差，影響分析的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果進(jìn)一步完善了復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法的理論體系。
　　 (2)從發(fā)電機(jī)組扭振與HVDC相互作用的角度，深入闡述HVDC引起SSO的機(jī)理；提出了具有工程實(shí)用性的用于抑制SSO的附加次同步阻尼控制器(SSDC)方案，并研發(fā)了SSDC參數(shù)整定和特性分析的系統(tǒng)，通過對呼遼直流輸電工程的抑制效果驗(yàn)證了其有效性。
　　 (3)以國內(nèi)第一個(gè)TCSC與HVDC并列運(yùn)行的

4、交直流系統(tǒng).伊馮/呼遼系統(tǒng)為研究對象，采用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)和時(shí)域仿真法，分析了運(yùn)行方式和補(bǔ)償方式對SSO特性的影響。結(jié)果表明，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行增強(qiáng)了與交流系統(tǒng)的聯(lián)系，增大了系統(tǒng)的電氣阻尼，從而比解網(wǎng)運(yùn)行方式更穩(wěn)定；TCSC不僅改善了交流線路的穩(wěn)定性，也增強(qiáng)了HVDC的電氣阻尼，從而提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
　　 (4)對靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)主動(dòng)阻尼SSO的機(jī)理進(jìn)行了分析?；诖瓮筋l率下三相不平衡能夠減少發(fā)電機(jī)電氣側(cè)與機(jī)械側(cè)的能量交

5、互的原理，提出了采用單相SSSC的抑制SSO的新方法。結(jié)果表明，該方案能夠快速、有效抑制SSO，對系統(tǒng)三相電壓不平衡度的影響在允許范圍內(nèi)。該方案大大降低了SSSC的應(yīng)用成本，推進(jìn)了SSSC的工程化進(jìn)程。
　　 (5)從理論上分析了VSC-HVDC阻尼SSO的機(jī)理，并采用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法研究了控制方式和運(yùn)行狀態(tài)對阻尼特性的影響。提出通過為VSC-HVDC配置混合附加次同步阻尼控制器(H-SSDC)抑制串補(bǔ)引發(fā)的SSO的方法，并對其抑制