自并励体系对电力体系稳定影响之研究

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1、自并励体系对电力体系稳定影响之研究第1章：绪论1.1选题的背景与意义随着一批大型电厂的建设、西电东送工程的实施，高压直流线路和特高压交流线路的兴建和全国各区域电网的逐步互联，规模巨大的全国性交直流混联电力系统在我国已基本形成，从而使电网的安全稳定运行控制以及系统的静态特性和动态特性变得愈加复杂。如此庞大的系统一旦失去稳定，很有可能造成大面积停电事故，使经济遭受巨大损失，人民生活受到严重影响。国内外在近些年来发生的大停电事故，大多是由于系统出现单一严重故障，进而引发连锁故障，使系统的有功功率和无功功率在发电和用电之间出现长时间的不平衡，引起电压、电流及潮流等电气

2、量长期的波动或振荡，最终导致系统失去稳定，甚至是系统的瓦解和崩溃。如2003年8月14日的美加大停电，2003年9月28日的意大利大停电事故，2006年n月4日的欧洲西部大停电事故，2006年我国华中电网的7.1事故等。目前对于电力系统暂态稳定的研究，各种分析方法和稳控措施已相对成熟，系统在遭受严重扰动后的长期动态稳定性对电力系统安全稳定运行的影响，己越来越受到电力研究者的关注。另一方面，电网之间的弱互联，使电力系统中相继出现低频振荡现象，如广东香港联网系统在1984年2-5月间出现数十次弱阻尼和负阻尼的低频振荡，南方互联系统的低频振荡，福建华东联网后的低频振

3、荡，华中与川渝联网的低频振荡，华北与华中联网的低频振荡等。目前抑制低频振荡主要的措施有加强网络结构，采用直流输电方案，装设可控串补设备，采用电力系统稳定器(PSS)等，其中采用电力系统稳定器(PSS)是增强系统阻尼，抑制低频振荡最经济有效的措施。励磁系统是同步发电机的一个重要组成部分，直接影_响着发电机的运行特性，对电力系统的安全稳定运行有重要的影响。励磁控制系统的主要作用是:(l)维持发电机机端电压恒定;(2)在并列运行的发电机间合理分配无功功率;(3)提高系统的静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性;(4)提高继电保护装置动作的准确性。研究及实践证明:励磁控制

4、由于它的有效性、经济性和成熟程度，是全面提高电力系统安全稳定性的首选手段，它对提高系统稳定性既是全方位的:包括静态稳定、暂态稳定、电压稳定等，同时也是全过程的:第一摆以及后续摆动过程，已经拓展到提高系统的大干扰稳定性领域。尤其是采用快速励磁系统配置PSS，既可以有效抑制低频振荡，也对系统的大扰动有阻尼作用。1.2励磁方式的分类大容量机组常用的励磁系统主要有以下3种:(l)交流励磁机静止整流器励磁系统，即三机励磁系统。该种励磁系统由副励磁机、交流励磁机和静止整流设备组成，副励磁机为电压调节器提供电源，电压调节器的输出用来控制交流励磁机的励磁电流，经整流设备控制发

5、电机的励磁电压。这种励磁方式在我国100MTDc下建立了单机无穷大系统模型，发电机采用自并励励磁，对发电机近端高压侧的单相接地短路和三相短路故障情况进行了仿真分析。2.2仿真软件介绍仿真采用的软件是PSCAD/EMTDC，该软件由加拿大曼尼托巴大学高压直流输电中心开发，主要有两部分组成:其中EMTD是一个离线的电磁暂态仿真程序，是PSCAD/EMTDC仿真的核心程序，可以通过psCAD调用是该软件的界面处理程序，它提供了一个完全模块化和形象化的电力系统仿真环境，用户可以在PSCAD环境下搭建系统仿真模型，然后输入各元件的初始参数，通过FORTRAN编译器进行编

6、译、连接、运行，运行后的结果曲线和数据可以通过软件中的绘图功能模块来显示，以检查仿真结果是否合理。进行电力系统时域和频域的仿真计算是PSCAD/EMTDC软件的主要功能，研究电力系统遭受扰动或参数变化时，各电气量和控制量随时间变化的动态过程，是它的一个典型应用。PSCAD/EMTDC可以较简单地模拟复杂电力系统，主要研究范围包含:电力系统暂态分析;电力系统继电保护的协调配合;灵活交流输电元件模型研究;高压直流输电系统及其控制研究;静止补偿研究;绝缘配合研究;电力系统谐波分析;变压器的饱和效应;各种控制器的设计和电力电子仿真等。PSCAD提供了丰富的经过严格测试

7、的电力系统元件模型，目前最新版本的PSCAD/EMTDC提供了18个元件模型库:(l)无源集中参数元件，包括母线，连接线，固定负荷，电气节点，金属氧化物避雷器，固定和可变的电阻、电容、电感等;(2)电压源和电流源，包括单相和三相的理想电压源和电流源，具有内阻抗的电压源和电流源，可控的电压源和电流源;(3)各种常数和运行参数，如常数兀，当前运行时间，数模转换器，计算步长等;(4)输入输出控制模块，包括开关、按钮、滑动触头、调节控制盘等;(5)断路器和短路故障设置模块;(6)柔性输电和高压直流输电模型，包括二极管、晶闸管、GTO、IGBT等;3自并励系统对电力系统

8、小扰动稳定的影响...........