基于分布式流體網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)機(jī)電擾動(dòng)傳播研究.pdf

1、大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)已成為世界各國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)在提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，使系統(tǒng)遭受各種擾動(dòng)的概率也逐步上升。正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)遭受擾動(dòng)后，發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率和電磁功率之間失去平衡，從而使發(fā)電機(jī)進(jìn)入一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。借助基于全球定位系統(tǒng)的同步相量測(cè)量裝置，人們觀察到電網(wǎng)中不同位置的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度變化并不同步，而是呈現(xiàn)出一個(gè)動(dòng)態(tài)的傳播過(guò)程。機(jī)電擾動(dòng)在電力系統(tǒng)中以波的形式傳播，還可能會(huì)引起電力系統(tǒng)發(fā)生其它故障，而且故障也有可能呈現(xiàn)出連鎖反

2、應(yīng)的演化過(guò)程，最后導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定。另一方面，近年來(lái)隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率的間歇性和隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響也日趨嚴(yán)重，因此，需要準(zhǔn)確把握風(fēng)速變化引起的機(jī)電擾動(dòng)在電力系統(tǒng)中的傳播特性和深入研究機(jī)電擾動(dòng)的抑制措施。
　　 論文首先分析了機(jī)電擾動(dòng)在電力系統(tǒng)中傳播的研究現(xiàn)狀，以及采用連續(xù)體模型研究機(jī)電動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程?；诹黧w管道網(wǎng)絡(luò)時(shí)域建模的思想，提出了一種新的研究電力系統(tǒng)機(jī)電擾動(dòng)傳播的仿真模型。該模型能夠反映

3、電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理地考慮發(fā)電機(jī)的內(nèi)電抗。將該模型應(yīng)用于5臺(tái)發(fā)電機(jī)組成的仿真系統(tǒng)，并與PSS/E仿真結(jié)果對(duì)比，證明了電力系統(tǒng)分布式流體網(wǎng)絡(luò)模型的正確性及發(fā)電機(jī)內(nèi)電抗對(duì)機(jī)電擾動(dòng)傳播影響的顯著性。接著，從描述機(jī)電擾動(dòng)傳播的基本方程出發(fā)，通過(guò)解析解的形式研究了機(jī)電擾動(dòng)傳播的暫態(tài)過(guò)程。當(dāng)初始擾動(dòng)為階躍函數(shù)形式時(shí)，機(jī)電擾動(dòng)在傳播過(guò)程中是由一系列經(jīng)過(guò)一定延遲的階梯波線性疊加而成，并且經(jīng)歷暫態(tài)過(guò)程后，逐漸趨于穩(wěn)態(tài)值。此外，論文在包含雙饋異步發(fā)電機(jī)

4、(DFIG)的電力系統(tǒng)中研究了機(jī)電擾動(dòng)的傳播特性，借助仿真軟件PSS/E，自定義了適用于機(jī)電動(dòng)態(tài)分析的空氣動(dòng)力模型和風(fēng)速模型，分析了以風(fēng)速變化作為初始擾動(dòng)時(shí)，DFIG對(duì)機(jī)電擾動(dòng)傳播的影響。仿真結(jié)果表明，由于DFIG采用解耦控制策略，機(jī)電擾動(dòng)在傳播過(guò)程的時(shí)間特性受到DFIG影響很小，但是使擾動(dòng)幅值變大。接入DFIG的母線電壓相角變化速度比接入普通發(fā)電機(jī)的母線電壓相角變化速度快，可能會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
　　 電力系統(tǒng)分布式流體