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文檔簡介
1、隨著全國聯(lián)網(wǎng)工程的快速建設(shè),我國大區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)系將得到不斷加強(qiáng),已形成了以大機(jī)組、超高壓、遠(yuǎn)距離、重負(fù)荷、大區(qū)互聯(lián)和交直流聯(lián)合輸電為特點(diǎn)的超大非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng),各地區(qū)間可有效進(jìn)行相互功率支援,實(shí)現(xiàn)資源的有效配置、提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。但是,電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大也帶來了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性問題,電網(wǎng)發(fā)生故障的可能性大大增加。如何提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平,防止電壓崩潰事故的發(fā)生一直是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行必須考慮的問題。靈活交流輸電系統(tǒng)技術(shù)出現(xiàn)后,世
2、界各國的研究人員對(duì)其進(jìn)行了大量的研究,主要集中在利用FACTS設(shè)備提高電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性,防止次同步振蕩,控制系統(tǒng)潮流分布和提高用戶側(cè)電能質(zhì)量等方面的運(yùn)用,對(duì)包含F(xiàn)ACTS元件的系統(tǒng)規(guī)劃和穩(wěn)定控制策略也一直是研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)包含感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行了電壓穩(wěn)定分析,同時(shí)研究了STATCOM在不同負(fù)荷條件下對(duì)系統(tǒng)的補(bǔ)償作用,對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)并計(jì)及STATCOM的無功補(bǔ)償建立了電壓穩(wěn)定概率評(píng)估方法,并在FACTS設(shè)備控制策略的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了研究。
3、本文的主要成果歸納如下:
(1)針對(duì)空調(diào)負(fù)荷在現(xiàn)代城市負(fù)荷中比例增大,本文研究了感應(yīng)電機(jī)負(fù)荷對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響,基于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的Q-V特性分析了其對(duì)電壓穩(wěn)定的作用,比較了動(dòng)態(tài)負(fù)荷和靜態(tài)負(fù)荷對(duì)電壓穩(wěn)定性的不同作用。實(shí)例仿真研究了電動(dòng)機(jī)負(fù)荷參數(shù)中慣性時(shí)間常數(shù)在電壓穩(wěn)定中的影響。針對(duì)STATCOM的動(dòng)態(tài)無功支持,重點(diǎn)研究仿真了STATCOM對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)支持,通過實(shí)例仿真計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。
(2)考慮到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)
4、元件的作用,提出了基于點(diǎn)估計(jì)法和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分析的電壓穩(wěn)定概率評(píng)估方法。該方法在考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)元件作用的同時(shí),計(jì)及了系統(tǒng)參數(shù)和擾動(dòng)的隨機(jī)性對(duì)電壓穩(wěn)定的影響。點(diǎn)估計(jì)法計(jì)算簡便,可避免對(duì)潮流方程進(jìn)行線性化,本文提出了將點(diǎn)估計(jì)法應(yīng)用于電壓穩(wěn)定性分析的思路,在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程的基礎(chǔ)上建立節(jié)點(diǎn)電壓跌落的非線性模型,同時(shí)考慮支路故障及節(jié)點(diǎn)注入功率隨機(jī)性,運(yùn)用點(diǎn)估計(jì)法統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)。綜合上述方法研究系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓在隨機(jī)故障和隨機(jī)注入負(fù)荷條件下的電壓跌落,計(jì)算結(jié)果表明該
5、方法計(jì)算速度快、精度高,對(duì)系統(tǒng)的分析規(guī)劃具有應(yīng)用價(jià)值。最后對(duì)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)腟TATCOM元件在系統(tǒng)中的作用進(jìn)行了概率分析。
(3)運(yùn)用廣義Hamilton系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)STATCOM的控制策略,首先對(duì)STATCOM模型進(jìn)行說明,同時(shí)推導(dǎo)出包含控制量的網(wǎng)絡(luò)約束條件。形成包含有STATCOM控制量在內(nèi)的系統(tǒng)微分代數(shù)方程,基于微分代數(shù)系統(tǒng)廣義Hamilton控制理論的實(shí)現(xiàn)原理,推導(dǎo)了STATCOM在多機(jī)系統(tǒng)下的控制策略,最后用典型
6、3機(jī)9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證,實(shí)例驗(yàn)證所提出的非線性控制律對(duì)提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的效果和作用。
(4)基于STATCOM的可控?zé)o功電流源模型,在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中建立了包含STATCOM在內(nèi)的三階狀態(tài)空間模型。利用廣義Hamilton能量函數(shù)理論,設(shè)計(jì)了STATCOM和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的協(xié)調(diào)控制器,得到了STATCOM輸出電流Is和勵(lì)磁輸出電壓Ef的控制律,并利用一個(gè)簡單的單機(jī)無窮大系統(tǒng)對(duì)多種運(yùn)行方式進(jìn)行了暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算和比較,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)
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