《宁夏电力系统低频振荡研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宁夏电力系统低频振荡研究（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要 摘 要 随着电力系统发展以及大系统互联趋势，电力系统所出现的低频振荡 现象大大制约了功率的传输， 成为电网运行部门 越来越关注的问题。 对低 频振荡进行分析研究对机电振荡的阻尼对于改善电力系统运行的经济性 和安全性都很有意义。 本文对电力系统低频振荡进行了研究， 根据李雅普诺夫线性化理论将 电力系统动态元件和网络方程在稳态运行点附近线性化， 并将线性化的系 统表达成状态空间形式。 求解线性化系统的状态矩阵的特征值， 并利用模 态分析的方法分析了系统模态与状态量之间的关系， 揭示了系统发生低频 振荡的原因。 利用本文介 绍的电 力系统小 干扰稳定 分析方 法编制 程序， 成功应用于 宁夏
2、电力系统低频振荡研究。对宁夏电网发生的低频振荡事故进行分析， 对出现的发电 机失磁保护误动作现象做出了合理解释。 所开发的小干扰稳 定分析程序不仅可以 用于低频振荡故障分析， 而且对电力系统规划以及指 导电力系统参数协调提供了重要的工具。 关键词:电力系统 低频振荡 模态分析 宁夏 论文类型:应用研究 A b s t r a c t A b s t r a c t W i th t h e d e v e lo p m e n t o f e le c tr ic p o w e r s y s t e m a n d t h e t r e n d s o f in te r c o n n
3、 e c t io n b e t w e e n l a r g e c a p a c i ti e s s y s t e m s , t h e p h e n o m e n o n o f l o w - f r e q u e n c y o s c i l l a t i o n o c c u r r e d i n t h e p o w e r s y s t e m g r e a t l y c o n s t r a i n s t h e p o w e r t r a n s f e r c a p a c i t y , a n d b e c o m e s
4、 t h e m o s t c o n c e r n e d p r o b l e m i n t h e s y s t e m o p e r a t i o n . T o a n a l y z e t h e l o w - fr e q u e n c y o s c i l la t io n p h e n o m e n o n a n d t o s t u d y t h e d a m p in g o f l o w - f r e q u e n c y o s c i l l a t i o n a r e v e ry i m p o r t a n t
5、f o r i m p r o v i n g t h e e c o n o m y a n d s e c u r i t y o f p o w e r s y s t e m o p e r a t i o n , I n t h e t h e s i s , t h e lo w - f r e q u e n c y o s c i ll a t io n i n p o w e r s y s t e m s is s t u d i e d . A c c o r d in g t o t h e t h e o ry o f s t a b i l ity i n t h
6、e s e n s e o f L ia p u n o v , t h e m a t h e m a t i c m o d e l o f d y n a m i c e le m e n t s a n d t h e n e t w o r k e q u a t i o n s a r e l i n e a r iz e d a r o u n d t h e s te a d y s t a t e o p e r a t i o n p o i n t , a n d t h e n t o e x p r e s s t h e m a t h e m a ti c m o
7、 d e l o f t h e w h o l e s y s t e m i n t o s t a t e - s p a c e f o r m . T h e e i g e n v a l u e s o f t h e s t a t e m a tr i x i s c a l c u l a t e d a n d t h e m o d a l a n a ly s i s a p p ro a c h is u s e d t o a n a ly z e t h e r e la ti o n b e t w e e n t h e m o d e s a n d t
8、h e s t a t e v a r i a b l e s , t o s h o w t h e c a u s e o f t h e l o w - f re q u e n c y o s c i l l a t i o n . A c o m p u t e r p r o g r a m i s i m p le m e n t e d f o r t h e a p p r o a c h o f p o w e r s y s t e m s m a l l s i g n a l s t a b i l it y a n a ly s i s i n tr o d u c
9、 e d i n t h e t h e s i s , a n d i s s u c c e s s f u l ly u s e d f o r i n v e s t i g a t i n g t h e l o w - f r e q u e n c y o s c i l l a t i o n i n N i n g x i a p o w e r s y s t e m . T h e re s u l t s o f a n a l y z i n g t h e l o w - fr e q u e n c y o s c i ll a t i o n a c c i d
10、 e n t s h a p p e n e d i n N i n g x i a p o w e r s y s t e m h a v e g i v e n a r i g h t e x p l a n a ti o n t o t h e m a t - o p e r a t i o n o f g e n e r a t o r l o s s - e x c i t a t i o n p r o t e c t i o n d u r i n g i n t h e a c c i d e n t s . T h e i m p l e m e n t e d s m a
11、l l s i gna l s t a b i l i t y a n a l y s i s p r o g r a m c a n n o t o n l y b e u s e d f o r a n a l y z i n g t h e l o w - fr e q u e n c y a c c i d e n t , b u t a l s o o ff e r s a n i m p o r ta nt t o o l 协t h e p o w e r s y s t e m p l a n n i n g a n d t o t h e c o o r d i n a t i
12、 o n o f t h e p a r a m e t e r s o f t h e p o w e r s y s t e m s t a b i l i z e r s . ( K e y w o r d s P o w e r S y s t e m , 切w - F r e q u e n c y ( T y p e o f t h e s i s A p p li c a t io n R e s e a r c h Mo d a l A n a l y s i s , N i n g x i a 附件 】 : 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良 的科学道德， 本人声明 所呈交
13、的论文 是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果， 不包含本人或他人己申请学位或其他用 途使用过的 成果。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了致谢. 申 请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任. 论文作者签名: 渔 僻 -日期:,n ; , u , 1 6 保护知识产权声明 本人完全了解西安交通大学有关保护知识产权的规定，即:研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安交通大学。 本人 保证毕业离校后， 发表论文或使用论文工作
14、成果时署名单位仍然为西 安交通大学。 学校有权保留送交论文的复印 件， 允许论文被查阅和借 阅; 学校可以 公布论文的 全部或部分内 容， 可以 采用影印、 缩印 或其 他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:导师签名， 厦 I , v日期: 2 心 3 七 d 3 . . 了 窑 绪 论 1 绪论 1 . 1电力系统振荡分析的目的和意义 近几十年来，世界范围内各大规模电力系统相继发生了多次振荡事 故，使得系统不能正常运行甚至导致崩溃。 电力系统类似于一个质量弹簧系统， 在遭受干扰后， 振荡是电力系统 的固有特性.只要振荡是衰减的，我们就可以接受系统的这种运行
15、状态。 增幅振荡将使得发电机和线路功率持续摇摆，此时的系统是振荡不稳定 的。 上个世纪中叶， 人们认识到将各区域电力系统互联可使系统获得更高 的可靠性和经济性。 五十年来， 系统规模发展得越来越大。 但是， 大规模 互联电力系统经常发生各种增幅振荡， 如低频振荡、 次同步振荡等等， 从 而破坏系统的稳定性。 为了避免各种增幅振荡的发生， 系统不得不减少传 输的功率， 从而降低了互联的价值。 第一例由于发生增幅振荡而导致系统 稳定性破坏的事故发生在上个世纪六十年代北美刚刚建立起来的大型互 联电力系统。 研究发现n .2 , ，该互联系统各区域之间大多通过长距离输电 线路互联， 这种大型的弱祸合系
16、统本身固有的对振荡的薄弱阻尼是产生这 种现象的主要原因， 而高放大倍数的快速励磁系统的应用则进一步加重了 负阻尼的状况. 电力系统发生增幅振荡的原因是相当复杂的，它受着许多因素的影 响。 其中网络拓扑和参数、 动态元件的特性、 运行方式、 各种控制器的控 制策略及其参数等都对振荡过程起着重要的作用。 显然， 不适当的控制策 略和控制器参数和/ 或控制器之间的配合不协调将引发系统的增幅振荡。 对于包含众多控制器的 大规模电 力系统， 要揭示系统发生增幅振荡的机理 并进而获得抑制振荡的有效措施是相当困难的。 目 前， 对多机电力系统振 荡的研究工作大都是基于单机无穷大系统的研究结论， 通过在不同取值的 控制器参数下对系统进行大量的仿真计算， 找出 增幅振荡发生的原因及影 响振荡的关键因素， 并据此对各种振荡加以 抑制。 现有的研究工作对电力 系统振荡没有形成完整、 统一的概念， 不能揭示各振荡模态之间的内 在联 系及各振荡模态与系统运行方式、控制器参数之间的关系。 宁夏由网在
