HVDC系統(tǒng)的次同步振蕩阻尼控制及其分析軟件開發(fā).pdf

1、高壓直流(High Voltage Direct Current，縮寫為HVDC)輸電已有四十多年的發(fā)展歷史，它具有傳輸功率大、高度可控、調(diào)節(jié)迅速、運行靈活等特點，在遠距離大容量輸電、區(qū)域電力系統(tǒng)互聯(lián)等方面有其優(yōu)越性，因而得到了廣泛應(yīng)用。然而，HVDC輸電系統(tǒng)存在著與汽輪發(fā)電機組軸系機械系統(tǒng)發(fā)生次同步扭振相互作用的可能性。目前對其已有比較清晰的認識，它與HVDC控制系統(tǒng)特性有內(nèi)在聯(lián)系，主要是因為系統(tǒng)在低階扭振頻段內(nèi)具有較高的增益和較大的

2、相位滯后，從而形成不利的扭振相互作用。本文將HVDC系統(tǒng)引發(fā)的次同步振蕩問題作為研究重點，其主要內(nèi)容包括以下幾個方面： （1）提出了一種基于模態(tài)分離設(shè)計法和最佳相位補償?shù)腍VDC系統(tǒng)附加次同步阻尼控制器（SSDC）設(shè)計方法。該設(shè)計方法是以含HVDC電力系統(tǒng)的小干擾數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，并結(jié)合經(jīng)典自動控制理論提出的。以南方電網(wǎng)興安直流輸電系統(tǒng)為例，設(shè)計了相應(yīng)的SSDC，并從特征值和電氣阻尼曲線兩方面驗證了SSDC對次同步振蕩的抑制效果，同

3、時還分析了控制器參數(shù)變化對SSO抑制效果的影響。最后，在興安直流系統(tǒng)孤島運行方式的PSCAD/EMTDC 模型上添加了相應(yīng)的SSDC，進一步從時域仿真的角度驗證了SSDC的作用。 （2）開發(fā)了一款電力系統(tǒng)SSO/SSR可視化小干擾分析軟件。面向?qū)ο笠约澳K化思想是該軟件小干擾建模部分的核心思想，模塊化的建模思想不僅體現(xiàn)在發(fā)電機、HVDC系統(tǒng)這樣的單個電力系統(tǒng)元件上，同時也體現(xiàn)在全網(wǎng)絡(luò)的建模以及整個電力系統(tǒng)的建模上。為了使開發(fā)的程序

4、適用于任意網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的電力系統(tǒng)，還提出了一種基于電磁暫態(tài)模型的電力網(wǎng)絡(luò)通用建模方法。最后介紹了利用上述技術(shù)開發(fā)的電力系統(tǒng)SSO/SSR小干擾分析軟件MANSDAP編程實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，MANSDAP的功能、結(jié)構(gòu)以及特點。 （3）將MANSDAP應(yīng)用于交直流電力系統(tǒng)SSO/SSR小干擾分析并進行驗證。結(jié)合多個算例系統(tǒng)，首先以EPRI報告標準直流測試系統(tǒng)為例，驗證了直流輸送功率變化、整流器穩(wěn)態(tài)觸發(fā)角變化、換流器觸發(fā)方式變化以及交