全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)主回路及控制策略.pdf

1、隨著三峽工程和特高壓線路的投運(yùn)，我國實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)大電網(wǎng)互聯(lián)，加上大型發(fā)電機(jī)普遍使用快速勵(lì)磁系統(tǒng)，整個(gè)互聯(lián)電力系統(tǒng)的阻尼不斷減小，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問題越來越顯著，其突出表現(xiàn)為大范圍區(qū)域間的低頻振蕩。此外，遠(yuǎn)距離輸電是我國電網(wǎng)的另一大特點(diǎn)，目前還沒有很有效的方法能夠解決遠(yuǎn)距離輸電的巨型機(jī)組的穩(wěn)定性問題。在諸多增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施中，勵(lì)磁控制被公認(rèn)為是最有效和經(jīng)濟(jì)的手段之一。本文針對(duì)由大功率電力電子技術(shù)發(fā)展起來的全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)，分析了

2、其主回路結(jié)構(gòu)及控制策略，建立了單機(jī)無窮大系統(tǒng)下的勵(lì)磁控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，利用阻尼轉(zhuǎn)矩法檢驗(yàn)了全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)增強(qiáng)電力系統(tǒng)阻尼的能力，提出了控制器設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，為抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩和提高遠(yuǎn)距離輸電能力提供了一種新的解決方案。
　　 本文選擇基于電壓源型換流器的全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)作為研究對(duì)象，研究了其主回路的工作特性及控制策略。根據(jù)全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)的等效模型，建立了裝有全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的Philips-H

3、effron模型，推導(dǎo)出了全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)無功注入向電力系統(tǒng)提供的阻尼轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)表達(dá)式，驗(yàn)證了全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)改善電力系統(tǒng)阻尼特性的能力。應(yīng)用相位補(bǔ)償法和線性最優(yōu)控制策略，提出了兩種全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)方法。在單機(jī)無窮大系統(tǒng)下，對(duì)常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)和全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行了仿真計(jì)算。仿真結(jié)果表明：全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)無功注入具備改善電力系統(tǒng)阻尼的能力，與常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)相比，全控器件勵(lì)磁系統(tǒng)能夠更加有效的維持系統(tǒng)穩(wěn)定和抑制低頻振蕩。仿真結(jié)果同時(shí)驗(yàn)