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STATCOM-SMES阻尼电力系统低频振荡的研究

作　者: 张真
导　师: 张庆超
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 静止同步补偿器超导磁储能线圈电力系统低频振荡直流-直流斩波器
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文讨论了通过把超导磁储能(SMES)线圈引入基于电压源型逆变器(VSI)的静止同步补偿器(STATCOM)来阻尼电力系统的低频振荡,并详细地研究了STATCOM-SMES组合补偿装置对由三相短路故障引起的系统动态过程的影响。超导磁储能线圈经过两象限三相直流-直流斩波器接入STATCOM前端的VSI,STATCOM通过连接变压器接入单机无穷大母线系统。在空载、金属性接地故障和接有负荷、通过阻抗接地故障的不同情况下,仿真研究了电力系统动态振荡过程,比较了单独STATCOM和STATCOM-SMES组合装置在阻尼电力系统低频振荡和消除电压波动方面的效果,最后比较了安装在不同位置的STATCOM-SMES组合装置对电力系统动态过程的影响作用。在本文中,用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对在负荷的不同情况下发生三相短路故障后电力系统的动态过程进行建模和仿真,并给出结果。结果表明,在附加储能装置SMES线圈的作用下,STATCOM-SMES能同时吸收或发出有功和无功功率,能有效地阻尼电力系统低频振荡,并更好地抑制电压波动。特别地,当STATCOM-SMES组合补偿器接在电源端时,具有有功和无功功率控制能力的STATCOM-SMES能更好地提高电力系统静态和动态稳定性,增强输电网的可靠性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 本课题的研究意义和现状  7-8
    1.1.1 电力系统低频振荡的产生和危害  7-8
    1.1.2 低频振荡研究现状  8
  1.2 低频振荡的形式和分类  8-9
  1.3 抑制低频振荡的措施  9-10
  1.4 与低频振荡相关的理论基础  10-12
    1.4.1 电力系统静态稳定  10-11
    1.4.2 电力系统暂态稳定  11
    1.4.3 电力系统动态稳定  11-12
  1.5 本文的主要工作及内容安排  12-13
第二章静止同步补偿器工作原理与控制  13-21
  2.1 STATCOM的功能  13
  2.2 STATCOM主电路的基本形式  13-14
  2.3 STATCOM的基本原理  14-17
  2.4 STATCOM的控制方法  17-21
    2.4.1 STATCOM的控制原理与分类  17
    2.4.2 电流间接控制基本原理  17-19
    2.4.3 电流间接控制分类  19-21
第三章斩波器和超导磁储能  21-34
  3.1 直流-直流斩波器工作原理与控制  21-27
    3.1.1 两象限直流斩波器的工作原理  21-23
    3.1.2 单象限三相斩波器的工作原理  23-25
    3.1.3 斩波器的控制方法  25-27
  3.2 超导磁储能  27-34
    3.2.1 SMES的基本结构  27-29
    3.2.2 SMES的运行特性与控制  29-31
    3.2.3 SMES在电力系统中的应用  31
    3.2.4 SMES的工作原理  31-34
第四章 STACOM-SMES组合补偿装置的建模和仿真试验  34-50
  4.1 STATCOM-SMES建模和控制方法  34-40
    4.1.1 交流电力系统  34-36
    4.1.2 STATCOM  36-38
    4.1.3 直流-直流斩波器和SMES线圈  38-40
  4.2 仿真实例研究  40-50
    4.2.1 空载情况下  40-44
    4.2.2 接有负荷的情况下  44-50
第五章结论  50-52
参考文献  52-55
发表论文和科研情况说明  55-56
致谢  56

STATCOM-SMES阻尼电力系统低频振荡的研究

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