含并联型facts的电力系统次同步振荡分析与抑制

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1、隶劫大·嘤博士学位论文万方数据含并联型FACTS的电力系统次同步振荡分析与抑制研究生姓名：赵趑导师姓名：直出唧删万方数据ANALYSISANDSUPPRESSION0FSUBSYNCHRoNOUSOSCILLATIONINPOWERSYSTEMWITHPARALLELf1ACTSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYZHAOXinSupervisedbyProfiGA0

2、ShanSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityNovember2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：薹i墨日期：左缝：『

3、上至；东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，．可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：薹6羔导师签名：亟丛日期：必￡垒：!f：圣万方数据摘要论文题目：含并联型FACTS的电力系统次同步振

4、荡分析与抑制研究生姓名：赵丛导师姓名：高出学校：东南大学一方面由于我国电网大容量、远距离、跨区域输电的特点，交流串补及高压直流输电线路的应用越来越广泛，这些都可能激发系统次同步振荡，威胁系统的安全稳定运行。另一方面技术成熟的并联型FACTS元件得到越来越多的实际应用，在给次同步振荡带来影响的同时，也给抑制次同步振荡提供了更多的途径。本论文围绕含并联型FACTS电力系统的次同步振荡问题以及相关抑制技术，在次同步振荡分析方法、并联型FACTS元件对次同步振荡的影响机理、次同步振荡抑制技术等多个方面作出了研

5、究，主要工作如下：1)根据次同步振荡问题的特点，建立了并联型FACTS元件的电磁暂态模型。通过与仿真的对比，证明了该模型能计及并联型FACTS元件中晶闸管的离散时间特性，具有足够的精度来分析次同步振荡。同时，分析了FACTS元件中的高次谐波分量对次同步振荡的影响。2)提出一种基于阻尼转矩法(DampingTorqueAnalysis，DTA)的并联型FACTS次同步阻尼控制器设计方法。首先用DTA分析了并联型FACTS元件控制器阻尼在系统中分配、传递和作用的过程，指出控制器首先向机组的机电振荡提供阻尼

6、转矩，然后再通过机组对各扭振模态的参与性对模态阻尼起作用。然后基于DTA设计了次同步阻尼控制器，指出其关键在于调整控制器在各振荡模态的补偿相位，在给失稳模态提供较多阻尼的同时，也要尽量增加其它振荡模态的阻尼。最后比较了SVC和STATCOM对次同步振荡的抑制能力。31推导了含SVC系统的简化电磁转矩和电气阻尼算式，并通过特征值和仿真结果的对比验证了该算式的有效性。在此基础上分析了SVC容量和接入位置对次同步谐振频率的影响，指出SVC首先通过容量变化等来影响线路结构乃至系统阻尼。调节SVC参数和接入位置

7、尽管能一定程度上调整线路谐振频，但会受到SVC容量的限制而难以消除次同步振荡。然后，利用该式来研究SVC附加阻尼控制的机理，指出接入线路中点能使SVC在谐振频附近提供更多正阻尼。同时，分析了SVC电压控制对次同步振荡的影响，指出电压控制的传递函数很可能会增大各扭振频下的附加阻尼相位差。4)首先基于系统的幽轴数学模型，简化复转矩系数的计算，得到了较精确万方数据东南大学博士学位论文的含STATCOM系统的电磁转矩计算式。该算式指出系统电气阻尼主要和输电线路参数相关。STATCOM参数及其对输出电压相位角的

8、控制，都很难改变系统的阻尼特性。其次，分析了STATCOM附加阻尼控制抑制次同步振荡的机理，认为控制器相当于在其接入点并联了一个电流源。但是该电流源受到STATCOM直流电容及充放电效应的影响，使得谐振频附近的附加阻尼相位特性复杂化。最后，对比了STATCOM和SVC对次同步振荡的影响，认为SVC控制器的设计更为简便。5)考虑到实际中并联型FACTS元件多装设于长距离输电线路中点，并对系统中的电压进行控制，提出了一种线路中点的基于简化复转矩分析的PID抑