可控串補(bǔ)抑制電力系統(tǒng)次同步振蕩的應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)水能資源主要分布在中西部而大量的用電負(fù)荷卻分布于沿海的東部地區(qū)，故而大量的電能需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的輸送;串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)具有提高交流輸電線路的輸送能力、控制并行線路之間的功率分配和增強(qiáng)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)而往往成為必然選擇，但采用串聯(lián)補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路容易引發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩失穩(wěn)，它由發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)耦合而彼此互激;造成發(fā)電機(jī)軸系各軸段間產(chǎn)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)振蕩，加速疲勞積累減短預(yù)期壽命。在大功率半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的柔性交流輸電系統(tǒng)(FA

2、CTS)具有很強(qiáng)的控制能力且反應(yīng)迅速，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
　　本文選取晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)抑制電力系統(tǒng)次同步振蕩作為研究對(duì)象，首先簡(jiǎn)要闡述次同步振蕩產(chǎn)生的機(jī)理及相關(guān)研究成果，在IEEE次同步諧振第一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用測(cè)試信號(hào)法分析研究系統(tǒng)電氣阻尼;建立TCSC時(shí)域仿真模型，詳細(xì)研究了TCSC的基頻、次頻以及諧波特性，并探究固定串聯(lián)補(bǔ)償電容器的單位容量成本函數(shù)，尋求固定串補(bǔ)與可控串補(bǔ)在抑制系統(tǒng)次同步振蕩時(shí)的最優(yōu)經(jīng)

3、濟(jì)容量配比;研究基于IEEE第一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型中TCSC抑制次同步振蕩的最優(yōu)控制參數(shù)，為彌補(bǔ)僅依靠TCSC不能為系統(tǒng)提供足夠的電氣阻尼的缺陷，采用分模態(tài)控制思想為TCSC設(shè)計(jì)了附加次同步阻尼控制器SSDC以增加其為系統(tǒng)提供阻尼的能力。分析TCSC的開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制以及附加次同步阻尼控制器之后的系統(tǒng)電氣阻尼;并結(jié)合Prony算法不依賴具體模型的優(yōu)勢(shì)驗(yàn)證前述測(cè)試信號(hào)法的有效性。
　　多機(jī)系統(tǒng)方面:取典型的兩機(jī)系統(tǒng)為例，研究TCSC在抑

4、制多機(jī)系統(tǒng)次同步振蕩中的應(yīng)用;研究多機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行歸類等值并研究標(biāo)稱相同的多機(jī)系統(tǒng)之間特有的雙諧振峰現(xiàn)象;分別研究TCSC在同電廠兩機(jī)同型、同電廠兩機(jī)不同型以及不同電廠兩機(jī)三類工況下抑制系統(tǒng)次同步振蕩中的有效性和必要性;采用Prony算法研究在接入TCSC之后遭受大擾動(dòng)工況下系統(tǒng)的次同步振蕩穩(wěn)定性，解釋不同電廠兩機(jī)之間不易相互激發(fā)軸系扭振的原因。最后在PSCAD/EMTDC中進(jìn)行故障模擬仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證待研系統(tǒng)接入可控串補(bǔ)TCSC并附加次同步