阻尼轉矩法在大規(guī)模電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析中應用.pdf

1、阻尼電力系統(tǒng)低頻振蕩的機理分析和控制設計在國際上一直是一項長期沒有得到有效解決的,復雜的,前沿性的研究和應用課題。經過近三十年的理論研究和實踐,目前廣泛使用的理論方法有二種：阻尼轉矩分析方法和模態(tài)分析方法?；诮浀淇刂评碚摰淖枘徂D矩分析方法是針對單機無窮大電力系統(tǒng)提出的,它簡單易懂,物理意義清晰。在阻尼轉矩分析的理論基礎上而提出的設計電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的相位補償法,至今仍然是工程實踐中使用最廣泛的方法。但是,阻尼轉矩分析是建立在發(fā)電機轉子運

2、動所獲得的阻尼轉矩這一概念上的,當將它推廣到復雜多機電力系統(tǒng)時,低頻振蕩分析將涉及到系統(tǒng)中所有的發(fā)電機的轉子運動而變得十分復雜。此時PSS相位補償的概念也不再成立,使得阻尼轉矩分析在多機電力系統(tǒng)中的應用失去了意義。模態(tài)分析來源于現(xiàn)代控制理論的狀態(tài)空間方法,是目前大規(guī)模復雜多機電力系統(tǒng)低頻振蕩分析和控制設計可以使用的唯一方法。它的理論依據是線性系統(tǒng)的振蕩模態(tài),應而分析和控制設計都依賴于振蕩模態(tài)的計算；對電力系統(tǒng)部分物理信息的了解可以通過計

3、算參與性,可控性指標和可觀性指標進行。在模態(tài)計算的基礎上,PSS的設計可以歸化為普通的控制器設計或者最優(yōu)化計算問題。模態(tài)分析方法一切通過計算解決的特點造成了這一方法的主要缺陷是,在很多情況下它能回答怎么樣,而不能回答為什么和怎么辦,因為它缺乏阻尼轉矩分析所具有的清晰的物理意義。
　　 本文針對這一情況,從理論上實現(xiàn)了阻尼轉矩分析方法從單機理論到多機理論的推廣,很好地回答了工程上所要求的為什么和怎么辦的問題；并且由于電力系統(tǒng)中多種

4、類型的控制器都對振蕩模式存在著影響,將阻尼轉矩理論從在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器分析設計中的應用拓展到了在勵磁控制器和高壓直流控制系統(tǒng)分析設計中的應用。本文正是從以上兩個角度入手,做了一些有意義的研究工作。首先說明了電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性問題的背景與意義,分析了小干擾穩(wěn)定性分析方法的國內外現(xiàn)狀,揭示了本課題所研究的內容、解決問題及實際應用意義。然后研究了阻尼轉矩分析方法(DTA)。在介紹了幾種低頻振蕩理論分析方法及發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,詳細闡述了阻

5、尼轉矩分析方法的多機理論推導,將其與MA方法進行了比較,得到了兩者一致性的證明,并且簡述了阻尼轉矩分析方法的基本應用領域,為阻尼轉矩分析理論的推廣與拓展提供了必要的理論基礎。隨后分別從PSS、勵磁控制器和高壓直流(HVDC)控制器三個領域對小干擾穩(wěn)定性阻尼轉矩分析理論進行了拓展,并且用3機9節(jié)點計算示例驗證了所推廣的多機理論推導的正確性。最后將PSS、勵磁控制器和高壓直流(HVDC)控制器的小干擾穩(wěn)定性阻尼轉矩分析理論在大規(guī)模電力系統(tǒng)中