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

1、大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)已成為世界各國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)在提高系統(tǒng)經(jīng)濟運行的同時，使系統(tǒng)遭受各種擾動的概率也逐步上升。正常運行的電力系統(tǒng)遭受擾動后，發(fā)電機的機械功率和電磁功率之間失去平衡，從而使發(fā)電機進入一個動態(tài)過程。借助基于全球定位系統(tǒng)的同步相量測量裝置，人們觀察到電網(wǎng)中不同位置的發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度變化并不同步，而是呈現(xiàn)出一個動態(tài)的傳播過程。機電擾動在電力系統(tǒng)中以波的形式傳播，還可能會引起電力系統(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)的演化過程，最后導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定。另一方面，近年來隨著風(fēng)電裝機容量的增加，風(fēng)力發(fā)電機輸出功率的間歇性和隨機性對電網(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)速變化引起的機電擾動在電力系統(tǒng)中的傳播特性和深入研究機電擾動的抑制措施。
　　 論文首先分析了機電擾動在電力系統(tǒng)中傳播的研究現(xiàn)狀，以及采用連續(xù)體模型研究機電動態(tài)的發(fā)展過程?；诹黧w管道網(wǎng)絡(luò)時域建模的思想，提出了一種新的研究電力系統(tǒng)機電擾動傳播的仿真模型。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)電機的內(nèi)電抗。將該模型應(yīng)用于5臺發(fā)電機組成的仿真系統(tǒng)，并與PSS/E仿真結(jié)果對比，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)電機內(nèi)電抗對機電擾動傳播影響的顯著性。接著，從描述機電擾動傳播的基本方程出發(fā)，通過解析解的形式研究了機電擾動傳播的暫態(tài)過程。當(dāng)初始擾動為階躍函數(shù)形式時，機電擾動在傳播過程中是由一系列經(jīng)過一定延遲的階梯波線性疊加而成，并且經(jīng)歷暫態(tài)過程后，逐漸趨于穩(wěn)態(tài)值。此外，論文在包含雙饋異步發(fā)電機

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