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交直流并联输电系统大扰动短期电压稳定实用动态安全域

作　者: 王春成
导　师: 余贻鑫
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 交直流并联输电系统动态安全域大扰动短期电压稳定性
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 150次
引　用: 2次
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内容摘要

随着高压直流输电技术在我国的广泛应用和快速发展,我国电网最终将形成大区域交直流互联的结构。在这种结构下,交/直流系统间的相互作用使得系统的电压稳定问题更加突出。传统的动态安全评估方法是“逐点法”,它虽然是电力系统分析的基本方法,但也存在诸多不足。新近动态安全域方法的研究结果已显示出其在安全性监视、评估与控制决策方面具有逐点法所不具备的多方面的优越性,从而受到了人们更多的关注。正是基于上述原因,本文对保证交直流并联系统大扰动短期电压稳定性的实用动态安全域(Practical Dynamic Security Regions,缩写为PDSR)的性质进行了研究。通过对典型交直流并联输电系统的仿真研究发现:在给定事故、直流功率及控制方式下,在发电机节点有功功率和电压幅值、负荷节点有功功率和无功功率以及直流传输有功功率的决策空间上,交直流并联输电系统的保证大扰动短期电压稳定性的PDSR在较大范围内仍可用(由描述各节点注入功率上、下限约束的垂直于坐标轴的超平面,极少数几个分别对应于不同失稳模态的描述大扰动短期电压稳定性临界点的近似超平面和平衡机节点所对应的约束超平面围成的)超多面体近似描述;在直流输电系统采用整流侧定电流/逆变侧定电压控制方式下,保证系统的大扰动短期电压稳定性的PDSR将扩大;当直流输电控制系统中的依从于电压的电流指令限制环节的参数VL值较大时,保证系统的大扰动短期电压稳定性的PDSR将扩大且具有近似平移性;随直流传输功率的不同、直流定功率控制(传输功率值不变)测控点选择不同和感应电动机占负荷比例的不同,PDSR的临界超平面分别具有各自的近似平移性。这些发现完善了PDSR的已有研究成果,为其实用化奠定了良好的基础。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章绪论  7-22
  1.1 引言  7-8
  1.2 电力系统的稳定性  8-10
    1.2.1 功角稳定  8-9
    1.2.2 电压稳定  9-10
    1.2.3 功角稳定和电压稳定的关系  10
  1.3 电力系统的可靠性、安全性和稳定性的关系  10-12
  1.4 电力系统电压稳定的机理和研究现状  12-17
    1.4.1 电压失去稳定的事例  12-13
    1.4.2 电压不稳定现象的三种时间框架  13-14
    1.4.3 短期电压失稳的机理  14-15
    1.4.4 目前对电压稳定问题的分析方法  15-16
    1.4.5 交直流系统电压稳定问题的研究现状  16-17
  1.5 电力系统动态安全域的方法的简介  17-20
    1.5.1 动态安全域概念的引入  18
    1.5.2 动态安全域的基本概念  18-19
    1.5.3 动态安全域的研究成果  19-20
  1.6 本文的主要研究工作  20-22
第二章高压直流输电系统的数学模型和控制原理  22-36
  2.1 直流输电系统概述  22-25
    2.1.1 直流输电系统的构成  22-23
    2.1.2 高压直流输电技术特点  23-24
    2.1.3 交直流并联输电系统  24
    2.1.4 直流输电技术在我国的应用现状及前景  24-25
  2.2 高压直流输电系统数学模型及选择准则  25-28
    2.2.1 交直流电力系统稳定计算的直流系统数学模型  25-27
    2.2.2 高压直流输电系统模型详细程度的选择准则  27-28
  2.3 高压直流输电系统的运行和控制  28-33
    2.3.1 直流输电运行方式  28-30
    2.3.2 整流器、逆变器的电压－电流特性和控制方式的选择原则[53]  30-31
    2.3.3 换流器的控制方式  31-32
    2.3.4 高压直流输电系统的基本控制方式  32-33
  2.4 交直流系统故障类型  33-35
    2.4.1 直流线路故障  33
    2.4.2 交流系统故障  33-34
    2.4.3 换流器故障  34-35
    2.4.4 直流极母线故障  35
  2.5 小结  35-36
第三章实用动态安全域及其搜索方法的完善  36-44
  3.1 引言  36
  3.2 原有实用动态安全域的数学表达  36
  3.3 实用动态安全域研究过程中发现的问题  36-37
    3.3.1 实用动态安全域搜索过程  36-37
    3.3.2 问题的发现  37
  3.4 出现上述问题的原因分析和解决措施  37-40
  3.5 算例分析  40-43
  3.6 小结  43-44
第四章交直流并联系统大扰动短期电压稳定实用动态安全域  44-63
  4.1 引言  44
  4.2 计及交直流并联系统的实用动态安全域  44-45
  4.3 交直流并联系统大扰动后短期电压失稳场景举例  45-50
  4.4 保证短期电压稳定的交直流并联系统的实用动态安全域  50-54
    4.4.1 三维视图  50-51
    4.4.2 二维视图中与确保功角摆开的PDSR临界面的比较  51-54
  4.5 实用动态安全域临界超平面的性质  54-62
    4.5.1 直流系统的控制策略对交直流系统暂态稳定性的影响  54-55
    4.5.2 低压限流器的VL参数不同时的PDSR  55-56
    4.5.3 不同直流传输功率下PDSR具有的近似平移性  56-60
    4.5.4 CP控制时不同直流功率测控点对应的PDSR的临界面具有的近似平移性  60
    4.5.5 不同感应电动机的负荷比例下PDSR具有的近似平移性  60-62
  4.6 小结  62-63
第五章结论及展望  63-64
参考文献  64-68
发表论文和科研情况说明  68-69
致谢  69

交直流并联输电系统大扰动短期电压稳定实用动态安全域

内容摘要

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