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交直流混合输电系统电压稳定性的研究

作　者: 林弘
导　师: 杨伟
学　校: 南京理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 交直流混合输电 电压稳定性 连续潮流 分叉理论 时域仿真
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


为了更好的利用资源,提高经济效益,保护环境,国内外电网都向大机组,大电网,超高压,远距离输电方向发展,但是由于传统的交流输电在大容量,远距离输电中会出现损耗大,稳定性差的问题,不适合作为在输电距离超过1000km时的输电方式。直流输电具有快速调节功率,无同步运行稳定极限问题,运行可靠,线路造价低经济性好等优点特别适合应用在大功率,远距离输电的场合。但是直流输电运行时换流器端会吸收很大的无功功率,将会带来电压不稳定问题。针对传统分析交直流混合输电电压稳定性采用的方法过于简单,缺少对电压稳定失稳机理分析的不足之处,论文以交直流混合输电为研究对象,从静态电压稳定,动态电压稳定和暂态电压稳定三个方面研究交直流混合系统中电压稳定的问题。静态电压稳定分析中,利用连续潮流的方法对普通的交流系统和含直流输电的系统研究其PV曲线,以负荷为连续变化参数来研究系统最大负荷和电压崩溃点,以直流线路上传输的功率为连续变化参数来研究直流线路最大传输功率；将分叉理论的方法引入到动态电压稳定分析中,建立发电机和HVDC的动态方程,得出动态潮流方程,利用分叉理论的奇异点追踪方法,得出系统在遇到静态分叉点前会首先遇到动态分叉点；最后,通过时域仿真法来研究系统的暂态电压稳定性,得出系统在三相短路故障时,发电机功角差趋于稳定,交流联络线上传输的功率和逆变侧关断越前角都趋于稳定,同时在逆变侧定熄弧角控制下,靠近逆变侧的交流母线电压能够恢复到稳态时的水平。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题研究的目的  9
  1.2 高压直流输电  9-12
    1.2.1 简介  9-10
    1.2.2 直流输电国内外研究现状  10-11
    1.2.3 高压直流输电存在的问题  11-12
  1.3 电力系统电压稳定性  12-15
    1.3.1 电力系统稳定性概述  12-14
    1.3.2 交直流混合系统电压稳定分析方法的国内外现状  14-15
  1.4 论文的主要工作  15-17
2 直流输电基础  17-25
  2.1 直流输电结构  17
  2.2 HVDC直流和交流的数值关系  17-20
  2.3 直流输电的控制方式  20-21
  2.4 交直流混合系统标幺值模型  21-23
  2.5 本章小结  23-25
3 交直流混合系统静态电压稳定性  25-37
  3.1 电力系统潮流计算  25-27
    3.1.1 常规系统潮流计算  25-26
    3.1.2 交直流混合系统潮流计算  26-27
  3.2 最优潮流计算  27
  3.3 连续潮流计算  27-30
  3.4 仿真分析  30-35
  3.5 小结  35-37
4 分叉理论在电力系统动态电压稳定性的应用  37-49
  4.1 引言  37
  4.2 特征值法  37-38
  4.3 分叉理论  38-41
    4.3.1 分叉理论的基本概念  38-39
    4.3.2 静态电压稳定和动态电压稳定研究的区别  39
    4.3.3 分叉理论搜索平衡解流形上动分叉点的方法  39-41
  4.4 仿真算例  41-48
    4.4.1 单机无穷大系统的动态电压稳定性  41-45
    4.4.2 交直流混合系统的动态电压稳定  45-48
  4.5 小结  48-49
5 交直流混合输电暂态电压稳定  49-61
  5.1 系统代数方程  49-51
  5.2 系统微分方程  51-52
  5.3 发电机和HVDC的注入电流  52-53
  5.4 数值积分  53-55
  5.5 含HVDC系统的动态仿真  55-59
    5.5.1 仿真系统  55-56
    5.5.2 仿真系统流程图  56-57
    5.5.3 仿真结果分析  57-59
  5.6 结论  59-61
6 结论与展望  61-63
  6.1 结论  61-62
  6.2 展望  62-63
致谢  63-65
参考文献  65-71
附录A  71-77
  A.1 单机无穷大系统的动态雅克比矩阵  71-73
  A.2 交直流混合系统的动态雅克比矩阵  73-77
附录B  77
  攻读硕士学位期间发表的论文情况  77
  攻读硕士学位期间获奖情况  77

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 电力系统稳定
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