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STATCOM抑制次同步振荡的原理与仿真分析

作　者: 杨帆
导　师: 肖湘宁
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 次同步振荡(SSO) 串联补偿 STATCOM 复转矩系数法 RTDS
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

由于我国能源与经济发展在地域上呈逆向分布,高压大容量远距离输电成为主要的输电形式之一,为提高电力系统稳定性和线路输送能力,采用固定串联补偿成为一种经济而有效的解决措施,由此而可能引发的次同步振荡问题必然成为电网安全运行不容忽视的问题。静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)是一种并联的、能进行无功补偿的全控型柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems, FACTS),可在容性和感性范围内进行调节,响应速度快。用其作为次同步振荡的抑制装置将具有更好的阻尼效果。本文主要内容包括：(1)基于IEEE第一标准模型的单机对无穷大系统,采用复转矩系数法对STATCOM抑制次同步振荡的原理进行了数学推导,结果表明,当STATCOM接入点的系统电压与正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)信号中的次同步电压分量相位相反时,STATCOM向系统提供正电气阻尼,根据推导出的STATCOM引入的阻尼系数,分析了影响其提供的正阻尼大小的因素；(2)对目前仿真分析中普遍采用的两种STATCOM附加阻尼控制方式进行了分析和对比。提出了专用于抑制次同步振荡的STATCOM控制策略,采用基于复转矩系数法的频率扫描方法对其投入后的系统阻尼进行了仿真,并采用时域仿真法对其抑制次同步振荡的效果进行仿真验证,仿真结果表明,这种专用于抑制次同步振荡的STATCOM具有较好的抑制效果。(3)基于实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator,RTDS)搭建了存在次同步振荡问题的实际系统,采用RTDS提供的STATCOM模型对专用于抑制次同步振荡的控制策略进行了实时数字闭环仿真,进一步验证了STATCOM抑制次同步振荡的效果,为实际装置的开发和研制奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景及研究的目的及意义  10-11
  1.2 次同步振荡的定义  11-12
  1.3 次同步振荡的抑制方法  12-16
    1.3.1 阻塞滤波器  12-13
    1.3.2 附加励磁阻尼控制  13-14
    1.3.3 静止无功补偿器  14-15
    1.3.4 附加阻尼控制器  15-16
  1.4 STATCOM的工作原理  16-18
  1.5 本文的主要工作  18-20
第2章 STATCOM抑制次同步振荡的原理分析  20-30
  2.1 引言  20-21
  2.2 接线方式  21
  2.3 原理分析  21-29
    2.3.1 未接入STATCOM时系统的电气阻尼  23-26
    2.3.2 STATCOM接入系统后引入的电气阻尼  26-28
    2.3.3 仿真验证  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 STATCOM抑制次同步振荡的控制策略  30-44
  3.1 引言  30
  3.2 STATCOM在dq坐标下的数学模型  30-34
  3.3 STATCOM抑制SSO的策略  34-39
    3.3.1 抑制次同步振荡的附加阻尼控制策略  34-37
    3.3.2 专用于抑制次同步振荡的控制策略  37-39
  3.4 仿真分析  39-43
    3.4.1 投入STATCOM前后的系统阻尼特性仿真  39-40
    3.4.2 STATCOM抑制SSO的时域仿真分析  40-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章 STATCOM抑制次同步振荡的实时数字闭环仿真  44-54
  4.1 引言  44-45
  4.2 实时数字仿真器(RTDS)简介  45-46
  4.3 待研究系统模型  46-48
  4.4 RTDS提供的STATCOM模型  48-53
    4.4.1 大步长模型  48-49
    4.4.2 小步长模型  49-50
    4.4.3 STATCOM抑制SSO的仿真验证  50-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章结论与展望  54-56
  5.1 结论  54
  5.2 展望  54-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  59-60
致谢  60

STATCOM抑制次同步振荡的原理与仿真分析

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