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《重庆大学》 2009年
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并网异步化同步发电机实用动态模型及概率功角稳定性评估研究

赵霞  
【摘要】:稳定性是长期困扰电力系统的一个复杂问题。随着电力工业的发展和市场化改革的推进,系统的动态特性和失稳机理空前复杂,各种不确定性因素对系统运行的影响不断深化,稳定性破坏的后果更加严重。如何进一步提高现代电力系统的稳定性和抵御大面积停电的能力,如何全面、科学评价系统的稳定运行水平和各种运行控制手段的有效性,成为学术界和工程界共同面对的重大问题。 异步化同步发电机(ASynchronized Generator,ASG)是一类转子磁场相对于转子本体位置可控的新型发电机。由于增加了励磁控制自由度,ASG在有功/无功调节特性、深度进相运行、转速适应性以及稳定性等诸多方面表现出超越常规同步发电机的优良特性。理论分析和简单系统的数字仿真及动模实验均表明ASG对提高系统稳定性具有积极作用,为解决系统的稳定性问题提供了新的思路和途径。然而,现有研究以电机为中心,ASG并网运行方面的研究还十分薄弱,在一定程度上影响了ASG的实用化进程。论文围绕“ASG对复杂多机系统的稳定性是否有积极影响”以及“如何科学评价这种影响”,对多机环境下ASG的动态建模及概率稳定性评估问题进行了深入研究。 论文从电机的基本电磁关系出发,通过定义d轴和q轴实用运算参数以及对全阶电机方程进行不同程度简化,建立ASG实用动态模型,解决了现有ASG数学模型存在的机网接口问题以及含ASG复杂多机系统动态分析的适用模型问题。该实用模型包括恒定磁链二阶模型、不计阻尼绕组的四阶模型和计及阻尼绕组的六阶模型。模型结构工整、物理概念清晰,方便实现与电网准稳态模型的直接接口;模型在形式上与常规同步发电机实用模型高度统一,消去q轴励磁绕组方程即可退化为常规同步发电机模型,从数学模型角度揭示了ASG与常规同步发电机的区别与联系。用单机无穷大系统和新英格兰10机39节点系统两个算例验证了实用模型的正确性及其对多机系统动态分析的适应性和有效性。 在ASG实用模型基础上,论文进一步建立含ASG多机系统的线性化模型,通过小扰动特征分析、时域响应及频谱分析验证了模型的正确性;实现了含ASG多机系统的小扰动稳定特征分析及暂态稳定时域仿真,系统分析了ASG控制策略、机组数量、容量比例及布置方式等因素对系统稳定性的影响,取得多机环境下ASG对系统功角稳定性影响的量化结果。WECC 3机9节点系统的仿真分析表明:一定数量的ASG机组配合适当的励磁控制策略,可以有效改善系统阻尼和时域响应动态品质、放宽对临界切除时间的要求,从而显著改善整个系统的功角稳定性。论文从系统角度论证了ASG机组接入对改善系统功角稳定性的积极作用,克服了现有ASG稳定性研究以电机分析为主的局限;从提高系统功角稳定性角度提出了关于配置ASG机组数量、容量及布置地点的原则性建议,可为下一步ASG的工程应用及常规电站ASG改造提供决策依据与参考。 ASG及含ASG多机系统的概率稳定性研究尚属空白。鉴于传统的确定性稳定分析不能反映系统运行行为固有的随机性,难以全面、准确、科学地对系统稳定性的整体水平进行综合分析与评价,论文进一步在概率稳定性框架下研究含ASG多机系统的稳定性问题。计及负荷水平、机组出力、网架结构及扰动方式等多个不确定性因素,基于蒙特卡罗模拟方法,论文从小扰动稳定和暂态稳定两个方面研究ASG各种接入方案对系统失稳风险的影响:(1)概率小扰动稳定研究中,论文计及了现有研究甚少涉及的发输电元件状态的不确定性,为分析含ASG多机系统小扰动行为提供了包括特征值均值、标准差、概率分布及系统小扰动失稳概率在内的丰富信息。(2)概率暂态稳定研究方面,论文分别从元件和系统层面定义了暂态不稳定概率、暂态切机/切负荷量期望和临界切除时间期望及裕度等指标,为表征系统暂态稳定整体水平、识别稳定性关键元件或薄弱环节提供了有力工具,并在一定程度上拓展了现有的系统运行风险概率评估指标。WECC 3机9节点系统的仿真分析表明:ASG配合适当励磁控制策略可全面降低系统功角失稳风险。论文工作为进一步拓展ASG研究领域,在计及各种不确定性因素及其影响的条件下全面刻画多机环境下ASG的动态行为、科学评价ASG对改善系统功角稳定性的作用提供了新的思路和方法。 论文还对基于商业级电力系统分析平台、实现大规模复杂系统概率稳定性分析进行了有益探索。基于蒙特卡罗模拟思想,提出了在DSA Tools电力系统分析平台上通过概率分析工具二次开发、实现复杂电力系统概率小扰动稳定和暂态稳定分析的方法。用IEEE 17机162节点系统验证了方法的可行性和有效性。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM31

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖强晖,姚若萍,郑逢时;交流励磁发电机系统的稳态分析──发电机的稳态性能[J];电工技术学报;1997年04期
2 廖勇,杨顺昌;双馈发电机考虑主磁路饱和数学模型[J];电工技术学报;1996年04期
3 杨顺昌;异步化汽轮发电机数学模型[J];电工技术学报;1995年02期
4 贺益康,王文举,吴志敢,石赟;基于同步相关滤波的交流励磁发电系统电力谐波检测[J];电工技术学报;2000年05期
5 胡军,徐裕项,黄洪剑;汽轮发电机异步化运行技术[J];华东电力;1997年03期
6 廖勇,杨顺昌;交流励磁发电机的电磁设计[J];重庆大学学报(自然科学版);1999年06期
7 徐锦才,许大中;多相励磁发电技术的研究概述[J];电力系统自动化;1997年04期
8 程林,郭永基;发输电系统充裕度和安全性算法研究[J];电力系统自动化;2001年19期
9 丁明,李生虎,洪梅;电力系统概率分析中的K均值聚类负荷模型[J];电力系统自动化;1999年19期
10 薛禹胜;现代电网稳定理论和分析技术的研究方向[J];电力系统自动化;2000年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何耀三,林景栋,唐卓尧,童明儒,杨顺昌,马国农;异步化汽轮发电机双通道励磁控制系统的研究[J];电工技术学报;1996年01期
2 肖安南,高云峰;YBX-1与CKF-1构成的方向高频保护的高频通道特点及其运行维护[J];安徽电力职工大学学报;1999年04期
3 杨钊宁,周理兵,黄声华;双馈电机矢量控制变频调速系统控制策略的研究及仿真[J];船电技术;2003年02期
4 邓集祥;王莉;李军宁;;模态空间系统动态特性分析的一种新方法[J];东北电力学院学报;2006年01期
5 张恒旭,杨卫东,薛禹胜;数字仿真中的用户自定义建模技术[J];水电自动化与大坝监测;2003年04期
6 付家才;刘绍东;郭松林;;电容性电器设备介质损耗角实时测量方法[J];电测与仪表;2007年05期
7 林军,温步瀛;同杆双回线故障的精确计算[J];电工电能新技术;2004年02期
8 吴俊玲,吴畏,周双喜;超导储能改善并网风电场稳定性的研究[J];电工电能新技术;2004年03期
9 林军;环网中同杆双回线任意故障的精确计算[J];电工电能新技术;2005年04期
10 徐锦才,许大中;多相励磁发电机的控制原理与性能分析[J];电工电能新技术;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁明;李生虎;吴红斌;;电力系统概率充分性和概率稳定性的综合评估[A];安徽省电机工程学会优秀学术论文集(2002-2003)[C];2005年
2 李生虎;丁明;汪兴强;;电力系统静态电压安全问题的概率评价[A];安徽省电机工程学会优秀学术论文集(2002-2003)[C];2005年
3 吴红斌;丁明;黄凯;李生虎;;交直流系统暂态仿真中换流器的改进准稳态模型[A];安徽省电机工程学会优秀学术论文集(2002-2003)[C];2005年
4 王正风;白涧;;发电机无功功率与电力系统稳定运行[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
5 张莉;崔琪;;电流互感器饱和对电磁型继电器的影响及对策[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
6 刘鹏;;复杂系统临界电压的实用计算法[A];2003中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化分专业委员会成立暨第一届学术交流会议论文集[C];2003年
7 姚涛;石晶;唐跃进;李敬东;;SMES和调速器的协调控制[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 叶红权;林涛;;改进Prony算法在电力系统低频振荡分析中的应用研究[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
9 李一泉;何奔腾;;基于Prony算法的CVT暂态情况下的基波辨识[A];中国水力发电工程学会继电保护专业委员会成立大会暨学术研讨会学术论文集[C];2005年
10 王文雄;何奔腾;;数字式负序滤过器的不平衡输出[A];中国水力发电工程学会继电保护专业委员会成立大会暨学术研讨会学术论文集[C];2005年
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1 马渝(Adama Fanhiri SANGARE);励磁系统病态的异步化汽轮发电机运行性能的仿真研究[D];重庆大学;2004年
2 张鹏飞;电力系统动态响应的数据挖掘[D];山东大学;2005年
3 陈荣;永磁同步电机伺服系统研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 黄科元;矩阵式变换器的空间矢量调制及其应用研究[D];浙江大学;2005年
5 杨彦杰;交流励磁发电机励磁控制系统的研究[D];河北工业大学;2001年
6 陈皓;超高压输电线路暂态电流保护的研究[D];重庆大学;2001年
7 王文举;交流励磁发电机输出电力谐波抑制[D];浙江大学;2001年
8 王鹏;发电市场合约管理与机组组合问题研究[D];华北电力(北京)大学;2001年
9 周海强;非线性动力学分析方法在电力系统暂态稳定分析中的应用[D];浙江大学;2002年
10 毕兆东;电力系统暂态稳定控制决策算法[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴桢;结合电压稳定的发输电系统可靠性评估[D];河海大学;2006年
2 王金霞;山东省风能资源分析评估[D];兰州大学;2007年
3 张志成;变速恒频风力发电机动态仿真研究及其CAD软件开发[D];汕头大学;2007年
4 董领逊;基于GPS/GSM/GIS技术的电力线路巡检管理系统的研究[D];河北农业大学;2005年
5 祁晓笑;数据挖掘在电力系统暂态稳定评估中的应用[D];西安理工大学;2005年
6 史慧杰;电网运行调度可靠性算法研究及软件实现[D];合肥工业大学;2005年
7 邹秋滢;关于变速恒频风力发电系统发电质量的研究[D];沈阳工业大学;2004年
8 张杰;基于COMTRADE标准格式的故障数据的分析及再现[D];天津轻工业学院;2000年
9 张宏立;大型变速恒频风力发电机控制原理的研究[D];新疆大学;2001年
10 陈璟华;输电系统可靠性研究[D];广东工业大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁;太阳能光伏并网发电系统的研究[J];电工技术学报;2005年05期
2 杨顺昌;异步化汽轮发电机数学模型[J];电工技术学报;1995年02期
3 王志群,朱守真,周双喜,黄仁乐,王连贵;分布式发电对配电网电压分布的影响[J];电力系统自动化;2004年16期
4 王建;李兴源;邱晓燕;;含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J];电力系统自动化;2005年24期
5 陈海焱;陈金富;段献忠;;含分布式电源的配电网潮流计算[J];电力系统自动化;2006年01期
6 赵霞;周家启;胡小正;程建翼;曾伟民;;暂态稳定性分析中的确定性方法和概率性方法[J];电力系统自动化;2006年06期
7 薛禹胜;刘强;Gerard LEDWICH;袁越;;关于暂态稳定不确定性分析的评述[J];电力系统自动化;2007年14期
8 常勇;徐政;王超;;基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验[J];电力自动化设备;2007年07期
9 汤宏,吴俊玲,周双喜;包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真[J];电网技术;2004年01期
10 吴俊玲,周双喜,孙建锋,陈寿孙,孟庆和;并网风力发电场的最大注入功率分析[J];电网技术;2004年20期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵渊;大电力系统可靠性评估的灵敏度分析及其校正措施模型研究[D];重庆大学;2004年
2 潘文霞;大型风电场电压稳定性分析与控制研究[D];河海大学;2004年
3 陈琳;分布式发电接入电力系统若干问题的研究[D];浙江大学;2007年
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1 汤海雁;含FACTS元件的电力系统暂态稳定计算[D];合肥工业大学;2003年
【二级参考文献】
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1 黄守道,王耀南,黄科元,林友杰;无刷双馈电机转子磁场定向控制策略的研究[J];电工技术学报;2002年02期
2 丁明,黄凯,李生虎;概率暂态稳定研究中紧急控制措施的模拟及效果分析[J];电工技术学报;2002年05期
3 赵仁德,贺益康,黄科元,卞松江;变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究[J];电工技术学报;2004年06期
4 刘其辉;贺益康;张建华;;交流励磁变速恒频双馈型异步发电机的稳态功率关系[J];电工技术学报;2006年02期
5 杨顺昌;异步化汽轮发电机数学模型[J];电工技术学报;1995年02期
6 赵荣祥,尹强,朱振东,许大中;自控式交流励磁变速电机的稳定性分析[J];电工技术学报;1998年04期
7 李家坤;同步发电机励磁控制方式发展综述[J];电力学报;2005年01期
8 张为杰;;交流励磁电机发展前景[J];大电机技术;1992年05期
9 石赟,王文举,贺益康;PWM变频器供电交流励磁发电机输出谐波分析[J];大电机技术;2000年05期
10 季海波,陈欢,王冰,奚宏生;双轴励磁同步发电机非线性鲁棒自适应控制[J];电机与控制学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 许涛;电力系统安全稳定的智能挖掘[D];华北电力大学(北京);2004年
2 徐东杰;互联电力系统低频振荡分析方法与控制策略研究[D];华北电力大学(北京);2004年
3 李志军;基于新型稳定策略的励磁控制研究[D];河北工业大学;2004年
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1 付川;电力系统暂态稳定概率[D];天津大学;2006年
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1 木子;谈谈低周率运行的危害[J];华东电力;1976年01期
2 ;电力系统在线监控计算机应用学术会议[J];中国电机工程学报;1984年03期
3 李天;陈微;;用TRS—80型微机计算电力系统短路[J];吉林电力;1984年06期
4 孔和祥;;光缆通信在电力系统中的应用试验[J];电线电缆;1984年02期
5 王春江 ,梁奇;光纤架空复合地线[J];电线电缆;1985年04期
6 江荣汉,刘福生;电力系统失步运行时电流及其频率变化规律的分析[J];湖南大学学报(自然科学版);1987年04期
7 张维力;;静止图象传输及其在电力系统中的应用[J];华北电力技术;1987年11期
8 谭文恕;我国电力系统远动技术的发展概况及发展趋势[J];电网技术;1988年04期
9 陈陈;;多变量频域法分析电力系统次同步振荡[J];电力系统自动化;1989年05期
10 魏伟;;带微处理机的准同期控制器的研究[J];华中科技大学学报(城市科学版);1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 危韧勇;李志勇;罗大庸;;基于人工神经网络的电力系统谐波测量方法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
2 蔡广林;韦化;;网格计算及其在电力系统的应用初探[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
3 贺仁睦;;基于仿真和广域测量的电力系统动态安全域的研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
4 余秀月;;单片机在电网谐波检测中的应用[A];广西电机工程学会第七届青年学术交流会论文集[C];2002年
5 余健明;马元社;张凡;;基于矢量距免疫算法的电力系统最优潮流计算[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
6 倪宏坤;徐玉琴;;基于动态规划原理分支界限算法的关键输电断面搜索方法[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
7 陈桥平;蔡泽祥;李爱民;林玥;;互联电网的地区频率特性差异性及其对低频减载的影响研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
8 林军;陈红坤;;故障限流器在电力系统中的应用及研究方向[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 叶淳铮;常鲜戎;;基于小波变换和支持向量机的电力系统短期负荷预测[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
10 谢昶;刘文颖;赵冬红;张志新;;电力系统可视化技术研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
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1 介曼莹 孟祥武;电力系统职务犯罪的原因及预防对策[N];中国电力报;2006年
2 国家电监会市场监管部 供稿;蒙古电力市场改革简介[N];中国电力报;2006年
3 ;履行社会责任 全力克难攻坚[N];恩施日报;2006年
4 陈随有;电力“减薪风暴”是在逗人玩[N];上海证券报;2006年
5 本报记者 李胜永赵汀;2008,看ABB如何将“可持续发展”本土化[N];中国电力报;2007年
6 萧然;如何让电网更坚强[N];人民日报;2008年
7 李嘉;HPSureStoreDLT自动加载磁带机在电力系统数据备份中的应用[N];中国高新技术产业导报;2000年
8 吴素青;她赢得了信任[N];华北电力报;2000年
9 吴卫东;确保电力系统安全稳定运行[N];承德日报;2006年
10 本报记者 任春;电力设施全面复核工作将展开[N];中国电力报;2008年
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1 赵洪山;电力系统混杂建模与分析[D];华北电力大学(河北);2004年
2 周建旭;水电站水机电系统振动特性和稳定性研究[D];河海大学;2006年
3 汤奕;电力网络源流路径电气剖分方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 刘洪波;基于量测轨迹及轨迹灵敏度的电力系统动态分析[D];华北电力大学(河北);2007年
5 关宏亮;大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D];华北电力大学(河北);2008年
6 任江波;电力系统过程状态估计研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 朱旭凯;电力系统连锁反应故障的预防与控制研究[D];华北电力大学(北京);2008年
8 张艳军;新息图状态估计应用研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 张鹏翔;多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
10 刘辉;基于安全域的电力系统综合控制与安全性定价[D];天津大学;2005年
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1 章剑峰;短路限流技术在电力系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
2 欧阳帆;基于DSP的多功能微机保护实验系统的信号发生装置研究[D];湖南大学;2005年
3 于赞梅;改进粒子群优化算法在最优潮流计算中的应用[D];华北电力大学(河北);2007年
4 夏超;基于粗糙集理论与神经网络的短期电力负荷预测的研究[D];西安理工大学;2006年
5 纪静;备用电源自动投入时电网动态过程分析与控制策略研究[D];重庆大学;2007年
6 杨建新;基于免疫遗传算法的配电网无功优化研究[D];太原理工大学;2007年
7 杨玉霞;风电场并网技术问题研究[D];华北电力大学(河北);2008年
8 任博;基于潮流转移识别的广域后备保护的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
9 张晓萍;电力系统连锁故障预测研究[D];南京理工大学;2008年
10 徐鹏;自组织临界理论在电力系统连锁故障分析中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2008年
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