可控串补抑制电力系统次同步振荡的应用研究

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1、国内图书分类号：TM76国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三Q二二级姓名昱型)圈!

2、申请学位级别王堂亟±专业电力丕缠拯墓自动丝指导老师鏖抠洼数援二O一四年五月ClassifiedIndex：TM76U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeT，hesisSTUDYONSUPPI也SSIONOFSUBSYNCHRONOUSOSCILLATIONINPOWERSYSTEMAPPLIEDTCSCGrade：2011Candidate：WuXiaogangAcademicDeg

3、reeAppliedfor：MasterSpeciality：PowerSystemandAutomationSupervisor：Prof．KangJitao西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密图，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)

4、学位论文作者签名：日期：1。cK．5．t尸将老师签名：劫形，1茅日期：2．Dtg．玉．17西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文在详细阐述可控串联补偿装置抑制电力系统次同步振荡基本原理的基础上，分别研究了可控串补装置抑制单机以及多机系统次同步振荡问题。针对仅依靠可控串补不能为系统提供足够的电气阻尼问题，采用分模态控制方法为可控串补设计附加次同步阻尼控制器；基于次同步振荡研究的第一标准模型，分析了输电线路不同串补度以及发电机组不同出力下系统的电气阻尼变化；详细分析了可控串补装置的基频、次频、谐波特性及其在抑制

5、系统次同步振荡中的参数选择；探寻固定串联补偿装置的单位容量成本函数，寻求可控串补与固定串补在抑制系统次同步振荡时的经济容量配比；并运用Prony算法验证测试信号法在次同步振荡研究中的有效性。多机方面：取典型的两机系统为例，研究多机系统进行等值以及分析多机系统所特有的双谐振峰现象；根据实际电力系统分布情况，将其分为同电厂两机同型、同电厂两机不同型以及考虑具体输电线路参数的不同电厂三类工况，分别研究可控串补装置在上述不同工况下的应用，验证其接入的有效性和必要性；利用Prony算法分析系统不同工况下接入可控串补装置的次同步振荡稳定性，解释不同电厂两机之间不易相互激

6、发轴系扭振的原因，最后在PSCAD／EMTDC中进行时域仿真，验证前述设计和分析的有效性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：昱柙c}日期：1D(Y．F。。尸西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要我国水能资源主要分布在中西部而大量的用电负荷却分布于沿海的东部地区，故而大量的电能需要经过长距离的输送；串联

7、电容补偿技术具有提高交流输电线路的输送能力、控制并行线路之间的功率分配和增强电力系统暂态稳定性的优势而往往成为必然选择，但采用串联补偿的输电线路容易引发系统次同步振荡失稳，它由发电机和系统网络耦合而彼此互激；造成发电机轴系各轴段间产生相对扭转振荡，加速疲劳积累减短预期寿命。在大功率半导体器件的基础上发展而来的柔性交流输电系统(FACTS)具有很强的控制能力且反应迅速，具有很强的实用性。本文选取晶闸管控制串联电容器(TCSC)抑制电力系统次同步振荡作为研究对象，首先简要阐述次同步振荡产生的机理及相关研究成果，在IEEE次同步谐振第一标准测试模型的基础上，运用测

8、试信号法分析研究系统电气阻尼；建立TCSC时域仿真模型，详细研究了TCSC的基频、次频以及谐波特性，并探究固定串联补偿电容器的单位容量成本函数，寻求固定串补与可控串补在抑制系统次同步振荡时的最优经济容量配比；研究基于IEEE第一标准测试模型中TCSC抑制次同步振荡的最优控制参数，为弥补仅依靠TCSC不能为系统提供足够的电气阻尼的缺陷，采用分模态控制思想为TCSC设计了附加次同步阻尼控制器SSDC以增加其为系统提供阻尼的能力。分析TCSC的开环控制、闭环控制以及附加次同步阻尼控制器之后的系统电气阻尼；并结合Prony算法不依赖具体模型的优势验证前述测试信号法的

9、有效性。多机系统方面：取典型的两机系统为例，研究TC