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含晶闸管元件的电力系统小干扰稳定性分析

田芳  
【摘要】: 本论文研究了含晶闸管等电力电子元件的电力系统装置(如高压直流输电HVDC装置、灵活交流输电系统FACTS装置)连续化模型建立的问题,提出采用动态相量法对这些装置建立连续化模型的系统化方法。该方法能适用于大多数FACTS装置和HVDC装置,不仅可用于含有晶闸管可控电抗器(TCR)元件的装置如可控串联电容补偿(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)等的建模,也可用于含换流桥的装置如HVDC装置、静止同步补偿器(STATCOM)等的建模。 本论文采用动态相量法建立了TCSC、SVC、HVDC及STATCOM装置的数学模型。这种模型对于分析次同步振荡(SSO)问题,具有足够的精度。它不仅适用于小干扰稳定分析,也适用于大干扰稳定分析。并且这种模型能融入现有的针对涉及电力系统机电暂态过程的动态稳定问题的小干扰稳定分析程序中。 本文提出了Park变换意义下动态相量的概念,并指出Park变换意义下的动态相量与前人所定义的动态相量,即傅立叶系数意义下的动态相量之间的关系。采用动态相量法推导了电力系统基本元件如发电机、输电线的模型,并指出其与Park变换所得到的模型是一致的。 作者利用电力系统分析综合程序(PSASP)的自定义建模功能,建立了电力系统基本元件(如发电机、输电线、电容器、接地电抗器等)及含晶闸管等电力电子元件的新型电力系统装置(TCSC、SVC、HVDC及STATCOM)的动态相量自定义模型,从而通过PSASP实现了SSO问题的大干扰稳定的时域仿真计算,并进而通过该程序的小干扰线性化平台实现了SSO问题的小干扰稳定分析。 本文在PSASP小干扰线性化平台PSASP/MSST上,对基于IEEE First Benchmark Model(IEEE FBM)的TCSC系统及简化的伊冯500kV可控串补研 究系统,进行了SSR小干扰稳定分析,验证了TCSC对次同步谐振(SSR)的 抑制作用,并研究了触发算法对TCSC抑制SSR能力的影响。 在 PSASP小干扰线性化平台 PSASPAISST上,对基于 IEEE FBM的 HVDC 系统、基于 IEEE FBM的 SVC系统和基于 IEEE FBM的 STATCOM系统分别进 行了 SSR小干扰稳定分析,验证了在这些装置中安装次同步振荡阻尼器(SSDC) 对%R的抑制作用,并以HVDC为例,研究了 SSDC输入信号对其抑制SSR 的影响。


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