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

1、高壓直流(High Voltage Direct Current，縮寫(xiě)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(yùn)行靈活等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)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(jī)組軸系機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生次同步扭振相互作用的可能性。目前對(duì)其已有比較清晰的認(rèn)識(shí)，它與HVDC控制系統(tǒng)特性有內(nèi)在聯(lián)系，主要是因?yàn)橄到y(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(wèn)題作為研究重點(diǎn)，其主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： （1）提出了一種基于模態(tài)分離設(shè)計(jì)法和最佳相位補(bǔ)償?shù)腍VDC系統(tǒng)附加次同步阻尼控制器（SSDC）設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)了相應(yīng)的SSDC，并從特征值和電氣阻尼曲線兩方面驗(yàn)證了SSDC對(duì)次同步振蕩的抑制效果，同

3、時(shí)還分析了控制器參數(shù)變化對(duì)SSO抑制效果的影響。最后，在興安直流系統(tǒng)孤島運(yùn)行方式的PSCAD/EMTDC 模型上添加了相應(yīng)的SSDC，進(jìn)一步從時(shí)域仿真的角度驗(yàn)證了SSDC的作用。 （2）開(kāi)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(jī)、HVDC系統(tǒng)這樣的單個(gè)電力系統(tǒng)元件上，同時(shí)也體現(xiàn)在全網(wǎng)絡(luò)的建模以及整個(gè)電力系統(tǒng)的建模上。為了使開(kāi)發(fā)的程序

4、適用于任意網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)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(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)SSO/SSR小干擾分析軟件MANSDAP編程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，MANSDAP的功能、結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)。 （3）將MANSDAP應(yīng)用于交直流電力系統(tǒng)SSO/SSR小干擾分析并進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合多個(gè)算例系統(tǒng)，首先以EPRI報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)直流測(cè)試系統(tǒng)為例，驗(yàn)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