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含TCSC和SVC的风电系统电压稳定性鞍结分岔研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:52:30
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含TCSC和SVC的风电系统电压稳定性鞍结分岔研究【摘要】:目前,我国的电力系统已经步入到超高压、新能源发电、远距离输电的时期,而系统经常会因为某些原因使系统工作在接近极限输电能力

【摘要】:目前,我国的电力系统已经步入到超高压、新能源发电、远距离输电的时期,而系统经常会因为某些原因使系统工作在接近极限输电能力的状态下运行,但我国的风电场受长距离输电、主电网结构薄弱和相对滞后的电压等级影响,输电能力有限,稳定性——特别是电压稳定性较弱。高压串联补偿技术和集中式无功补偿设备等技术措施,可以有效的提高系统的稳定水平和输送能力。这样晶闸管可控的串联补偿装置(Thyristor Controlled Series Compensator, TCSC)和静止同步补偿装置(Static Var Compensator, SVC)被用于分析和控制风电系统的电压稳定性得到认可。本文采用分岔理论的研究方法,分别数据分析了TCSC和SVC对系统的调压作用和不同影响;含TCSC和SVC的风电系统鞍结分岔超曲面的研究,从而阐述电压的失稳和控制机理。其主要内容如下: 1、选取了晶闸管可控的串联补偿装置(TCSC)作为电压调节装置,在典型风电系统中进行了电压稳定性的鞍结分岔研究,同时选取风电场的有功功率Pinject(?)口TCSC的等效阻抗XTCSC为鞍结分岔控制参数,通过分岔理论在非线性微分方程稳定性研究中的应用计算,结果验证了TCSC的电压控制的有效性,并显示TCSC具有显著提高系统电压稳定性和系统带负荷的能力。提高系统电压稳定性,在一定的范围内,可通过Pinject和XTCSC的协调工作延迟鞍结分岔的发生,保证系统的安全运行。 2、系统中无功与电压有关,在典型风电系统模型中,首先将TCSC和SVC单独进行比较分析,数据说明了两者都在一定程度上改变了线路的传输功率,提高了线路的电压稳定性。同时也可以看出在提高传输功率的程度上SVC比TCSC要好,而TCSC能更有效地提高线路的电压稳定性。然后将两者安装在同一风电系统中,选取了风电注入功率Pinject、SVC等效电纳BSVC和TCSC的等效阻抗XTCSC为鞍结分岔参数进行电压稳定性的多参数鞍结分岔研究,通过数据分析和多维鞍结分岔边界的形象描述,揭示了三参数对应的电压稳定性的调整关系,TCSC和SVC对于提高风电场容量有积极的作用,同时扩大了电压的稳定裕度。 【关键词】:风电系统 电压稳定性 鞍结分岔 静止同步补偿装置 晶闸管可控的串联补偿装置
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM712;TM614
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第一章 绪论9-17
  • 1.1 本课题选题的背景和意义9-11
  • 1.1.1 风电的特点及与电压稳定性的关系9-10
  • 1.1.2 TCSC和SVC装置对系统稳定运行的意义10-11
  • 1.2 电力系统电压稳定性的研究方法、分析指标11-13
  • 1.2.1 电力系统电压稳定性的研究方法11-12
  • 1.2.2 电压稳定性分析指标12-13
  • 1.3 电力系统电压稳定性的分岔理论研究现状、背景及发展趋势13-17
  • 第二章 分岔理论基础性介绍17-26
  • 2.1 分岔理论基础知识17-19
  • 2.1.1 常微分方程下的结构稳定性17-18
  • 2.1.2 分岔的基本概念、性质及分类18
  • 2.1.3 典型的一维分岔:鞍结分岔18-19
  • 2.2 分岔分析方法19-24
  • 2.2.1 直接法20
  • 2.2.2 延拓法20-22
  • 2.2.3 基于延拓法的多参数多维分岔边界追踪方法22-24
  • 2.2.4 电力系统电压稳定性的分岔理论分析流程24
  • 2.3 小结24-26
  • 第三章 含TCSC的风电系统的电压稳定性鞍结分岔分析26-41
  • 3.1 FACTS中无功补偿装置电压控制原理26-28
  • 3.2 风电系统数学模型28-32
  • 3.2.1 双馈异步风力发电机的数学模型28-30
  • 3.2.2 风电场等值30-31
  • 3.2.3 电网负荷模型31-32
  • 3.3 TCSC的工作原理及数学模型32-34
  • 3.3.1 TCSC的控制原理32-33
  • 3.3.2 TCSC的数学模型33-34
  • 3.4 含TCSC的风电系统的电压稳定性鞍结分岔分析34-39
  • 3.4.1 算例系统描述34-35
  • 3.4.2 仿真结果分析35-39
  • 3.5 结论与展望39-41
  • 第四章 SVC和TCSC在风电系统应用中的分岔分析41-49
  • 4.1 SVC、TCSC共同补偿及其分岔仿真分析的约束条件41-42
  • 4.2 实例模型42-43
  • 4.2.1 风电系统模型42
  • 4.2.2 SVC无功补偿装置及其数学模型42-43
  • 4.3 含SVC和TCSC的风电系统电压稳定性分岔分析43-47
  • 4.3.1 SVC和TCSC分别作用的仿真和数值分析43-44
  • 4.3.2 风电系统多参数电压稳定性分析44-47
  • 4.4 小结47-49
  • 第五章 结论与展望49-51
  • 5.1 总结49
  • 5.2 展望49-51
  • 参考文献51-54
  • 发表论文和科研情况说明54-55
  • 致谢55


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