統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)對(duì)電力系統(tǒng)次同步振蕩的影響研究.pdf

1、電力系統(tǒng)次同步振蕩問(wèn)題危及著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近年來(lái)，F(xiàn)ACTS裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，一方面其不恰當(dāng)?shù)目刂频姆绞交蛘哌\(yùn)行狀態(tài)會(huì)引發(fā)次同步振蕩，另一方面，利用FACTS裝置阻尼次同步振蕩的策略也層出不窮?；谧儞Q器的FACTS裝置中，統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是功能最為強(qiáng)大的，它不僅可以同時(shí)控制本地母線電壓和輸電線的潮流，還可以控制電路的阻抗和電壓角度，使電力系統(tǒng)處于最優(yōu)工作狀態(tài)。本文就含UPFC系統(tǒng)的次同步振蕩特性進(jìn)行

2、了深入的研究，分析了UPFC對(duì)次同步振蕩的影響，并設(shè)計(jì)了UPFC抑制次同步振蕩的控制器。
　　首先介紹了分析電力系統(tǒng)次同步振蕩問(wèn)題的基本理論，總結(jié)了多種抑制次同步振蕩的策略以及應(yīng)用情況，對(duì)UPFC的研究現(xiàn)狀作了詳細(xì)的介紹。論文建立了UPFC的適合于次同步振蕩分析的等效模型，并通過(guò)測(cè)試信號(hào)法驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性?；贗EEE第二標(biāo)準(zhǔn)模型，由全系統(tǒng)包括UPFC在內(nèi)的動(dòng)態(tài)線性化數(shù)學(xué)模型，利用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法推導(dǎo)出系統(tǒng)電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)表達(dá)式，指

3、出UPFC可以改善含串補(bǔ)電容系統(tǒng)的電氣阻尼，然后通過(guò)推導(dǎo)全系統(tǒng)在次同步頻下的等效阻抗，解釋了UPFC對(duì)系統(tǒng)次同步振蕩的影響機(jī)理，指出UPFC是通過(guò)改變線路次同步阻抗來(lái)影響次同步振蕩特性的。同時(shí)建立了UPFC的等效阻抗模型，定性分析了系統(tǒng)運(yùn)行條件的變化對(duì)電氣阻尼的影響，指出UPFC的有功功率控制較無(wú)功控制和電壓控制來(lái)說(shuō)，對(duì)系統(tǒng)的阻尼特性影響更大。
　　在MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)上搭建了精確的IEEE第二標(biāo)準(zhǔn)模型和UPF

4、C的電磁暫態(tài)仿真模型，利用測(cè)試信號(hào)法分析了UPFC的安裝位置、潮流控制、電壓控制和系統(tǒng)串補(bǔ)度對(duì)發(fā)電機(jī)次同步特性的影響，指出UPFC并聯(lián)側(cè)的電壓控制對(duì)次同步振蕩幾乎沒(méi)有影響，串聯(lián)側(cè)潮流控制對(duì)次同步振蕩有一定的影響，并且有功控制比無(wú)功控制的影響要大，驗(yàn)證了利用UPFC等效阻抗模型的定性分析結(jié)果。同時(shí)，搭建了南京電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng)，將UPFC接入其中，通過(guò)仿真，計(jì)算出全系統(tǒng)的電氣阻尼曲線，分析了UPFC對(duì)該系統(tǒng)次同步特性的影響，并分別得到汽輪發(fā)電機(jī)

5、軸系的振蕩情況，結(jié)果表明，UPFC對(duì)南京電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng)中的兩個(gè)發(fā)電廠都不會(huì)引起次同步振蕩，并且會(huì)改善西渡電廠的電氣阻尼。
　　利用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)分析法，分析了附加阻尼控制抑制次同步振蕩的機(jī)理，分別設(shè)計(jì)出UPFC并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)的附加阻尼控制器，通過(guò)算例驗(yàn)證了兩個(gè)阻尼控制器的效果。然后，提出了一種協(xié)調(diào)UPFC串并聯(lián)側(cè)附加阻尼控制器的抑制策略，利用遺傳算法優(yōu)化控制器的參數(shù)，通過(guò)算例分析，證明了協(xié)調(diào)UPFC串并聯(lián)側(cè)的阻尼控制器可以使其抑制次同步