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《郑州大学》 2007年
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含交流励磁发电机电力系统稳定分析模型及应用

崔召辉  
【摘要】: 与普通的同步发电机相比,异步化同步发电机可实现变速恒频发电,并具有更好的静态、暂态稳定性和深度进相运行能力。这不仅能满足水电和风电机组的变速运行要求、提高运行效率,而且对解决长距离超高压输电线路引起的无功过剩问题、改善电力系统稳定性十分有利。然而对于异步化同步发电机中应用最多的交流励磁发电机,目前尚缺乏能合理有效的分析其对电力系统稳定性影响的数学模型。本文从对电力系统稳定性影响的角度出发,对交流励磁发电机的建模、控制策略和稳定性进行了研究,主要成果如下: 提出了转子磁场dq0坐标系的概念,并在此基础上构建了一种新的交流励磁发电机数学模型,导出了相应的五阶实用模型,该模型能方便的退化至普通的同步发电机模型,进而揭示了交流励磁发电机与普通同步发电机区别和联系;推导了更为简化的、仅适用于交流励磁发电机的三阶实用模型。对几种典型试验进行了仿真,结果表明了上述模型的正确性。 以上述五阶实用模型为基础,推导了交流励磁发电机单机无穷大系统线性化K_1~K_(14)实系数模型,该模型可方便的退化至普通同步发电机的单机无穷大系统线性化K_1~K_6模型;同时,对应于前述的交流励磁发电机三阶实用模型,推导了相应的交流励磁发电机的单机无穷大系统线性化K_1~K_(11)实系数模型。针对单机无穷大系统算例,通过计算特征根以及与非线性模型的小扰动仿真结果的比较,验证了上述线性化模型的正确性。 提出了一种新的适用于交流励磁发电机的定子电压定向矢量励磁控制策略,推导了该励磁系统的线性化模型。对算例系统进行了非线性仿真实验和小扰动稳定分析,结果表明该策略能很好的实现有功和无功(或电压)的解耦控制,并具有良好的稳定性。 建立了包括调节系统在内的交流励磁发电机多机系统的线性化模型。针对含有交流励磁发电机的多机系统以及由普通同步机组成的多机系统,分别进行了非线性仿真及特征根的对比分析,结果表明引入交流励磁发电机能显著增强系统阻尼、提高多机系统稳定性。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM34

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【参考文献】
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