水電孤島直流送出系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著我國直流輸電技術(shù)的發(fā)展以及西電東送和全國聯(lián)網(wǎng)工程的實(shí)施，高壓直流系統(tǒng)在我國電力輸送環(huán)節(jié)中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，由于線路檢修、故障導(dǎo)致整流站與主網(wǎng)斷開或?yàn)榱溯斔团c主網(wǎng)無聯(lián)系的特定電廠的電力，直流輸電送端會與若干電廠形成相對獨(dú)立的孤島系統(tǒng)。當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)處于孤島方式運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)維持頻率穩(wěn)定性能力弱，再加上水輪機(jī)原動機(jī)部分的擾動與直流系統(tǒng)之間的耦合作用，如果控制措施不當(dāng)，極有可能引發(fā)水輪機(jī)組參與下的送端孤島出現(xiàn)低頻振蕩現(xiàn)象。研

2、究表明，水輪機(jī)尾水管渦帶產(chǎn)生的水壓脈動會引起孤島系統(tǒng)的頻率振蕩。
　　本文首先建立了水機(jī)電耦合系統(tǒng)模型，然后在原有的考慮尾水管水壓脈動的線性水輪機(jī)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種諧振函數(shù)來模擬尾水管的實(shí)際脈動情況，建立了既考慮尾水管水壓脈動又考慮彈性水柱的水輪機(jī)模型并給出了新的水壓脈動函數(shù)的極點(diǎn)圖。由極點(diǎn)圖可知，僅用正弦或余弦信號模擬尾水管水壓脈動建立的模型可能會漏掉不穩(wěn)定極點(diǎn)，但新的水壓脈動函數(shù)也對直流頻率限制器的構(gòu)造和參數(shù)有了更

3、高的要求。
　　其次，本文在PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真平臺下搭建了包含4臺水輪發(fā)電機(jī)組的送端孤島直流送出系統(tǒng)的仿真模型，驗(yàn)證了水輪機(jī)模型的準(zhǔn)確性并分析了水力系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)速器參數(shù)對送端孤島直流送出系統(tǒng)頻率振蕩的影響。仿真結(jié)果表明，水力啟動時(shí)間Tw、調(diào)速器參數(shù)KD對送端孤島系統(tǒng)的頻率振蕩影響較大，而彈性時(shí)間Te對頻率振蕩的影響較小。
　　最后，在頻率振蕩的抑制方法方面，本文主要采用改進(jìn)的直流頻率限制器來抑制由尾水管水壓脈