大型光伏电站参与抑制电力系统低频振荡控制策略研究

【摘要】：日益增大的光伏并网容量和光伏发电比重可能会对电力系统的低频振荡特性产生不良影响,大型光伏电站应该具备参与抑制电力系统低频振荡的能力。本文以大型光伏电站并入单机无穷大系统为研究对象,在建立应用于低频振荡分析的系统模型基础上,研究分析大型光伏电站对电力系统低频振荡特性的影响,进而提出大型光伏电站参与抑制电力系统低频振荡的控制策略。主要研究内容包括:(1)在考虑光伏电池输出特性、最大功率跟踪(MPPT)动态特性以及功率控制特性基础上分别建立了基于单位功率因数PQ模式、基于比例控制PV模式以及基于比例积分控制PV模式并网的大型光伏电站模型,同时结合同步发电机模型、PSS模型、输电线Π形等值电路最终建立应用于低频振荡分析的大型光伏电站并入单机无穷大系统数学模型。(2)基于特征根分析方法,以含PSS同步发电机+不含PSS同步发电机系统为参照对象,分别研究大型光伏电站替代不含PSS的同步发电机、大型光伏电站替代含PSS的同步发电机、大型光伏电站改变系统潮流分布以及大型光伏电站不同并网控制特性对电力系统低频振荡特性的影响。理论分析与仿真验证结果表明:大型光伏电站替代不含PSS的同步发电机将会减小系统低频振荡的阻尼,大型光伏电站替代含PSS的同步发电机将会显著减少系统低频振荡的阻尼;大型光伏电站并网容量增大、输电距离延长以及公共连接点位置越靠近同步发电机时均会减少系统低频振荡模式的阻尼,大型光伏电站采用基于比例积分控制PV模式并网比基于比例控制PV模式和基于单位功率因数PQ模式并网具有更大的低频振荡阻尼。本文进一步指出:在某些条件下,大型光伏并网系统存在低频振荡失稳解列的风险,大型光伏电站有必要采用合适的控制策略参与抑制电力系统低频振荡。(3)在分析电力系统低频振荡特性的基础上,参考PSS类控制器设计大型光伏电站抑制电力系统低频振荡的控制策略:提出采用广域输电线路有功微分信号调节大型光伏电站最大有功输出的自适应阻尼控制策略,该控制策略能够尽可能多的输出有功并且确保光伏电站低频振荡抑制模式与最大功率跟踪模式之间的平滑切换。同时,考虑到相关标准对无功调压能力的要求,大型光伏电站无功控制采用现有光伏系统无功调压的控制方法,进而形成大型光伏电站的功率控制策略。理论分析和仿真结果验证大型光伏电站有功阻尼控制策略能够显著提高系统抑制低频振荡的能力,保障系统安全稳定运行。 【关键词】：大型光伏电站 低频振荡 阻尼 有功控制
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景与意义8-9
• 1.2 电力系统低频振荡概述9-11
• 1.2.1 低频振荡机理9-10
• 1.2.2 低频振荡分类10
• 1.2.3 低频振荡分析方法10-11
• 1.3 本课题国内外研究现状11-13
• 1.3.1 系统建模11
• 1.3.2 大型光伏电站对电力系统低频振荡特性的影响11-12
• 1.3.3 大型光伏电站抑制低频振荡的研究12-13
• 1.4 论文主要工作13-14
• 2 大型光伏并网系统建模14-25
• 2.1 大型光伏电站建模15-20
• 2.1.1 单台光伏逆变器有功参考建模16-18
• 2.1.2 单台光伏逆变器无功参考建模18-19
• 2.1.3 大型光伏电站并网电流建模19-20
• 2.2 同步发电机建模20-22
• 2.2.1 同步发电机模型20
• 2.2.2 自动电压调节器（AVR）模型20-21
• 2.2.3 电力系统稳定器（PSS）模型21-22
• 2.3 输电网络建模22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 大型光伏电站对电力系统低频振荡特性影响研究25-42
• 3.1 特征根分析方法25-26
• 3.2 含PSS同步发电机+不含PSS同步发电机系统26-30
• 3.2.1 特征根分析26-28
• 3.2.2 仿真验证28-30
• 3.3 大型光伏电站+含PSS的同步发电机系统30-32
• 3.3.1 特征根分析30-32
• 3.3.2 仿真验证32
• 3.4 大型光伏电站+不含PSS的同步发电机系统32-34
• 3.4.1 特征根分析33-34
• 3.4.2 仿真验证34
• 3.5 并网工况不同的大型光伏并网系统34-38
• 3.5.1 特征根分析35-36
• 3.5.2 仿真验证36-38
• 3.6 控制特性不同的大型光伏并网系统38-40
• 3.6.1 特征根分析38-39
• 3.6.2 仿真验证39-40
• 3.7 本章小结40-42
• 4 大型光伏电站抑制低频振荡控制策略研究42-55
• 4.1 抑制低频振荡的理论基础42-44
• 4.1.1 低频振荡机理定性分析42
• 4.1.2 线路输送功率的振荡特性分析42-43
• 4.1.3 同步发电机功角振荡特性分析43-44
• 4.2 大型光伏电站抑制低频振荡的控制策略44-48
• 4.2.1 控制器输入信号选择45
• 4.2.2 基于振荡频率自适应的比例控制参数K设计45-46
• 4.2.3 大型光伏电站阻尼功率限幅46-47
• 4.2.4 大型光伏电站抑制电力系统低频振荡的有功控制策略47
• 4.2.5 大型光伏电站无功控制策略47-48
• 4.3 特征根分析48-51
• 4.4 仿真验证51-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 总结与展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-63
• 附录63
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文63
• B. 作者在攻读学位期间申请的专利63
• C. 作者在攻读学位期间参与的科研项目63

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分析电力系统低频振荡的试验方法    王卫国,贺仁睦,王铁强,徐东杰

电力系统低频振荡机理的研究    王铁强,贺仁睦,王卫国,徐东杰,魏立民,肖利民

负荷特性对电力系统低频振荡阻尼的影响    杨艳,赵书强

基于人工智能的电力系统低频振荡抑制    伍亚萍,周俊宇,彭霞

电力系统低频振荡的机理研究和主要分析方法    王青;闵勇;张毅威;

甘肃陇南碧成系统低频振荡的分析与治理    刘峻;行舟;何世恩;郑伟;

电力系统低频振荡分析中同型多机的等值简化    徐英新;王西田;杨帆;陈陈;

电力系统低频振荡的研究现状和展望    牛朋超;郭清滔;康积涛;李爱武;李林;罗智慧;

浅谈电力系统低频振荡    袁红斌;张元波;崔国有;

电力系统低频振荡的研究现状和展望    牛朋超;康积涛;李爱武;李林;罗智慧;

电力系统低频振荡检测的实时滤波算法    肖驰;刘玉田;

应用SVC抑制电力系统低频振荡的研究    闫朝;艾欣;朱维新;王瑞欣;

基于改进Prony算法的电力系统低频振荡模式识别    唐颖杰;竺炜;谭喜意;

异步电动机系统低频振荡的建模和判据    李红梅;

基于广域测量系统的电力系统低频振荡模态分析研究    张科

电力系统低频振荡控制技术研究    高红亮

大规模电力系统低频振荡分析与广域自适应控制研究    叶华

基于广域测量系统的电力系统低频振荡时滞阻尼控制    戚军

电力系统低频振荡阻尼机理及控制策略研究    赵辉

风火打捆联合外送方式下电力系统低频振荡分析    孙斌

基于广域量测的电力系统低频振荡模式辨识研究    王祥超

基于小波分析的电力系统低频振荡研究    谢文麟

电力系统低频振荡非线性机理及控制策略研究    姜苏娜

大型光伏电站参与抑制电力系统低频振荡控制策略研究    任伟

电力系统低频振荡分析方法研究    唐颖杰

电力系统低频振荡传播机理的研究    段星

电力系统低频振荡分析方法探讨    熊甜

考虑非线性因素的电力系统低频振荡研究    胡炳杰

电力系统低频振荡在线分析方法研究    刘晓菊