电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题.pdf

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1、第36卷第19期中国电机工程学报Vol.36No.19Oct.5,20162016年10月5日ProceedingsoftheCSEE©2016Chin.Soc.forElec.Eng.5145DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.161247文章编号：0258-8013(2016)19-5145-10中图分类号：TM46电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题袁小明，程时杰，胡家兵(强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)，湖北省武汉市430074)Multi-timeScaleVoltageandPowerAngleDynamic

2、sinPowerElectronicsDominatedLargePowerSystemsYUANXiaoming,CHENGShijie,HUJiabing(StateKeyLabofAdvancedElectromagneticEngineeringTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,China)ABSTRACT:Asrenewablegenerations,DCtransmissions,的一般化概念和方法，即幅相动力学方法。staticcomp

3、ensationsandACdrivesetcgettingwidespread关键词：电力电子化电力系统；多时间尺度动态过程；幅相applicationsinpowersystems,semiconductorbasedflexible运动方程；自稳性/致稳性；广义稳定器；幅相动力学powerconversiondeviceshasbeendisplacingmoretraditionalelectromagneticdevicesinpowersystemsreachingtoalevel0引言thathasbeenthreateningsecureoperatio

4、nofthesystem.Afterconceptualanalysisoftypicalgeneration,transmissionand自19世纪末建成商业化交流电力系统以来，loadequipmentsonitscontrols,dynamicresponse虽然电压等级不断增加、装机容量不断提升、地域characteristicsaswellasimpactsonsystemoperations,the范围不断扩大，但电源、电网、负荷等环节一直主paperpointedoutthemulti-timescalefeatureofthedynamical要由发电

5、机、变压器、电动机等电磁变换装备所构problemsinfuturepowerelectronicsdominatedpowersystems,成。随着技术的成熟，电磁变换装备正逐步被电力andproposedageneralizedmodeling,analyzingand电子变换装备所取代，如图1所示，成为电力系统controllingmethodology,basedonthemagnitude/phasemotionequations,self-stabilizing/en-stabilizingpropertiesand发展的重要趋势。电力一次系统正经历着深刻

6、的历[1-2]generalizedstabilizerconcepts.史性变革。电力电子变换装备在电力系统的规模应用首先KEYWORDS:powerelectronicsdominatedpowersystems;multi-timescaledynamics;magnitude/phasemotionequations;出现在电力负荷侧。将交流电能根据负荷需要变换为self-stabilizing/en-stabilizing;generalizedstabilizer;magnitude/相应形式的电能、并根据负荷水平的变化调整电能参phasedynamics数

7、，可大幅度提高负荷的用电效率[3-4]。据统计，电摘要：随着可再生能源发电、远距离输电及无功补偿和交流机类负荷约占全社会用电的60%，应用变频技术可传动等应用的快速发展，电力电子变换装备以其在电能变换节约用电约30%；照明用电约占全社会用电的20%，方面的灵活性在电力系统中的渗透水平不断提高，深刻地改应用电力电子技术可节约用电约25%。我国自20世变着电力系统的动态行为。近年来，国内外电力系统持续出纪90年代大力推广变频节能技术以来，目前变频电现各种不明机理的动态问题，对电力系统安全稳定和运行构机装机容量约4000万kW，预期装机规模可达