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直流送端孤岛系统的频率控制研究

作　者: 袁林
导　师: 叶鹏
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 高压直流输电孤岛运行频率稳定模糊控制
分类号: TM721.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 39次
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内容摘要

现代电网中，交直流并列输电系统应用越来越广泛。在交流系统故障发生解列或检修的情况下，会出现直流带送端交流孤岛系统的运行方式。直流送端孤岛系统自身网架结构薄弱，如果控制措施不当，极可能出现大面积停电事故，其中如何对直流送端孤岛系统的频率稳定进行控制就是最为关键的问题之一。由于直流送端孤岛系统与主电网之间仅依靠直流输电线路相联系，因此如何利用直流输电功率的快速可控性对直流送端孤岛系统的频率进行控制，具有重要的理论和现实意义。本文首先分析了直流送端孤岛系统频率稳定问题和频率控制方式的研究动态。在此基础上，建立了直流送端孤岛系统的动态数学模型，并在电磁暂态仿真程序PSCAD中实现了用于研究直流送端孤岛频率控制问题的仿真平台。研究了直流紧急功率控制对频率动态过程的影响特性。针对直流送端孤岛频率控制问题，通过分析现有频率控制方法，改进了现有方法中稳控措施实施的判断条件单一的弱点，给出了一种能够根据频率的实时状态实现复合判断条件来进行控制的频率分段控制方法。通过几种不同的运行方式下对直流送端孤岛系统进行仿真分析，验证了该方法的有效性。在频率分段控制方法的基础上，进一步深入研究了影响直流送端孤岛系统频率变化规律的因素。提出了一种具备预判行为的考虑频率变化率因素的频率控制策略。并利用模糊控制方法针对该策略中的频率偏差等级取值的判断条件进行控制，给出直流送端孤岛系统频率的模糊控制策略。同样通过仿真分析，验证所提出的方法的有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 背景和意义  10-11
  1.2 交直流混联系统的研究动态  11-13
  1.3 直流送端孤岛系统的研究动态  13-14
  1.4 直流送端孤岛系统的工程应用  14-15
  1.5 本文的主要工作  15-16
第二章直流输电系统的频率控制仿真建模  16-38
  2.1 直流输电的工作原理  16-17
  2.2 直流输电系统的基本控制方式  17-21
    2.2.1 直流控制方式  17-19
    2.2.2 直流系统运行状态的转换  19-20
    2.2.3 直流输电系统附加控制  20-21
  2.3 PSCAD 仿真工具  21-22
  2.4 直流送端孤岛系统建模  22-26
    2.4.1 交流系统仿真模型  22-23
    2.4.2 直流系统仿真模型  23-25
    2.4.3 系统参数设置  25-26
  2.5 直流功率对频率影响特性仿真  26-36
    2.5.1 等功率支援对频率影响  26-30
    2.5.2 非等功率支援对频率影响  30-32
    2.5.3 直流功率调整速率对频率的影响  32-35
    2.5.4 直流功率回降对频率的影响  35-36
  2.6 本章小结  36-38
第三章直流送端孤岛系统频率分段控制策略  38-51
  3.1 引言  38
  3.2 直流送端孤岛系统频率控制的特性  38-39
  3.3 频率分段控制策略  39-41
  3.4 频率分段控制策略仿真及分析  41-49
    3.4.1 无控制方法仿真  42-44
    3.4.2 现有控制方法仿真  44-47
    3.4.3 频率分段控制方法仿真  47-49
    3.4.4 控制方法对比分析  49
  3.5 直流功率回降情况仿真分析  49-50
  3.6 本章小结  50-51
第四章考虑频率变化率的模糊控制策略  51-63
  4.1 引言  51-52
  4.2 考虑频率变化率的模糊控制策略  52-56
  4.3 考虑频率变化率的模糊控制策略的仿真及分析  56-61
    4.3.1 无控制方法仿真  57-58
    4.3.2 频率分段控制方法仿真  58-60
    4.3.3 考虑频率变化率的模糊控制方法仿真  60-61
    4.3.4 控制方法对比分析  61
  4.4 直流功率回降情况仿真分析  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章结论  63-64
参考文献  64-67
在学研究成果  67-68
致谢  68

直流送端孤岛系统的频率控制研究

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