基于時(shí)步有限元法的巨型水輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性研究.pdf

1、巨型水輪發(fā)電機(jī)是未來國內(nèi)外開發(fā)利用水能資源的必然趨勢,但是1000MW巨型水輪發(fā)電機(jī)組目前在國內(nèi)乃至世界上尚未投產(chǎn)運(yùn)行,在國內(nèi)外都尚處于規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,其相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題尚待研究解決。本文采用時(shí)步有限元法,建立了1000MW水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的場路耦合模型,對(duì)其并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性問題進(jìn)行了仿真分析。
　　 首先,本文綜述了電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性問題研究的現(xiàn)狀,同時(shí)對(duì)有限元法在電機(jī)運(yùn)行性能分析方面的應(yīng)用情況進(jìn)行

2、了總結(jié),指出了傳統(tǒng)的穩(wěn)定性問題研究方法的不足,提出了將基于時(shí)步有限元法的場路耦合模型用于1000MW巨型水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題的研究。
　　 然后,根據(jù)規(guī)劃建設(shè)的某大型水電站1000MW水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),建立了其二維有限元分析模型,并將其經(jīng)升壓變壓器和部分輸電線路和遠(yuǎn)端無窮大電網(wǎng)相連接,進(jìn)而建立了1000MW水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行場路耦合模型。
　　 其次,結(jié)合建立的1000MW水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行場路耦合模型,通過對(duì)

3、水輪機(jī)側(cè)功率發(fā)生0.1p.u.小擾動(dòng)時(shí)其電角速度響應(yīng)曲線進(jìn)行Prony分析,依據(jù)李雅普諾夫小信號(hào)理論,通過觀察電角速度各振蕩模式對(duì)應(yīng)特征值的變化規(guī)律對(duì)其靜態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析,歸納總結(jié)出了其靜穩(wěn)極限功角和靜穩(wěn)極限功率。
　　 最后,利用時(shí)域仿真法,結(jié)合所建立的1000MW水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行場路耦合模型,對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端和輸電線路末端發(fā)生不同類型的短路故障時(shí)機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行了仿真分析,通過大量的仿真,得到了機(jī)組在不同情況下能夠保持穩(wěn)定