電力系統(tǒng)次同步振蕩的研究與抑制.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電需求進(jìn)一步增加，解決這一問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)措施是提高原來(lái)高壓輸電線路的輸送容量，串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)可以在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，大幅度增加線路的輸電能力。但在含有串聯(lián)補(bǔ)償?shù)妮旊娤到y(tǒng)中，汽輪發(fā)電機(jī)軸系受到擾動(dòng)，就有可能機(jī)網(wǎng)耦合進(jìn)而彼此互激，引起次同步諧振(subsynchronousresonance，SSR)。采用全控器件和高速變流裝置的靜止同步補(bǔ)償器STATCOM作為新型的FACTS裝置可有效抑制次同步振蕩。
　　

2、本文首先研究次同步振蕩的理論，分析汽輪發(fā)電機(jī)軸系模型，詳細(xì)推導(dǎo)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子受到機(jī)械擾動(dòng)后，定子側(cè)電流的變化產(chǎn)生的電磁力矩對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)機(jī)械擾動(dòng)的電氣阻尼作用，得出計(jì)算電氣阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)的公式。證明定子側(cè)電氣諧振頻率的電流引起轉(zhuǎn)子側(cè)次同步頻率的電磁力矩經(jīng)過(guò)一系列機(jī)電相互作用對(duì)系統(tǒng)振蕩表現(xiàn)出來(lái)的阻尼，并對(duì)定子側(cè)電氣諧振頻率的電流引起轉(zhuǎn)子側(cè)超同步頻率的電磁力矩經(jīng)過(guò)一系列機(jī)電相互作用對(duì)系統(tǒng)振蕩表現(xiàn)出來(lái)的阻尼做了深入研究。定性分析了次同步頻率與超同步頻率的

3、機(jī)械振蕩之間的影響，最后采用測(cè)試信號(hào)法對(duì)上述結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 然后研究次同步振蕩的抑制，設(shè)計(jì)次同步阻尼控制器(SSDC)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生補(bǔ)償電流參考值，采用STATCOM實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償電流達(dá)到抑制次同步振蕩的目的。詳細(xì)介紹次同步阻尼控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程和STATCOM的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)研究不同濾波器設(shè)計(jì)的次同步阻尼控制器的阻尼特性，研究發(fā)現(xiàn)不同的濾波器對(duì)次同步阻尼控制器的抑制效果有影響。本文根據(jù)不同的濾波器設(shè)計(jì)了三種次同步阻尼控制器，其

4、中，提出一種新的控制器設(shè)計(jì)方法，利用該方法設(shè)計(jì)了窄帶通次同步阻尼控制器。將窄帶通次同步阻尼控制器與分模態(tài)次同步阻尼控制器組合設(shè)計(jì)了一個(gè)新的次同步阻尼控制器，它可以將所有頻段上的電氣阻尼提升為正值。新設(shè)計(jì)的控制器具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，當(dāng)發(fā)電機(jī)的參數(shù)不準(zhǔn)確時(shí)，不影響抑制效果。在IEEE第一測(cè)試模型上分析了投入三種不同次同步阻尼控制器時(shí)系統(tǒng)的電氣阻尼特性，仿真驗(yàn)證了三種次同步阻尼控制器抑制次同步振蕩的有效性，也對(duì)比了不同阻尼控制器提供不同電氣阻尼