輸出預(yù)估和lmi方法理念下電力體系廣域阻尼管控研究

《輸出預(yù)估和lmi方法理念下電力體系廣域阻尼管控研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、輸出預(yù)估和LMI方法理念下電力體系廣域阻尼管控研究第1章緒論1.1目的與意義電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和快速高倍值放大倍數(shù)勵磁系統(tǒng)的廣泛采用，提高了系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量，但同時帶來電力系統(tǒng)振蕩失穩(wěn)問題。2001年以來，我國開始實施西電東送、南北互供的互聯(lián)電網(wǎng)戰(zhàn)略。隨著三峽輸變電工程、西電東送工程的實施，我國電力系統(tǒng)進(jìn)入全國大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)階段。全國聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了大范圍電力資源的優(yōu)化配置和電力結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略型調(diào)整，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。隨著聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的加快和電力市場的引入，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，運行狀態(tài)逐漸接近于臨界點，互聯(lián)電力系統(tǒng)的低頻振蕩成為威脅電網(wǎng)

2、安全穩(wěn)定運行的重要問題之一。低頻振蕩對電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。國內(nèi)外電力系統(tǒng)曾多次記錄到互聯(lián)電網(wǎng)中的低頻振蕩現(xiàn)象，有的還產(chǎn)生了嚴(yán)重的后果。19%年8月10日，美國西部電網(wǎng)發(fā)生由區(qū)域間的低頻功率振蕩引起的大停電事故。在事故期間，系統(tǒng)出現(xiàn)了持續(xù)的負(fù)阻尼的區(qū)間低頻振蕩，最終使整個系統(tǒng)解列并導(dǎo)致了大面積的停電。我國電力系統(tǒng)多次發(fā)生低頻振蕩現(xiàn)象。1998年8月以來，鄂西220kV電網(wǎng)多次發(fā)生低頻功率振蕩，嚴(yán)重威脅湖北電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。2005年9月1日，華北電網(wǎng)發(fā)生了蒙西電網(wǎng)機(jī)組相對于京津唐電網(wǎng)機(jī)組的功率振蕩。20%年7月

3、1日，在河南電網(wǎng)內(nèi)多條SO0kV和220kV線路發(fā)生跳閘后，華中電網(wǎng)發(fā)生大范圍功率振蕩，其最終造成華中電網(wǎng)與華北電網(wǎng)、川渝電網(wǎng)與華中主網(wǎng)解列。由低頻振蕩引發(fā)的小干擾功角穩(wěn)定事件產(chǎn)生的主要原因是系統(tǒng)缺乏足夠的振蕩阻尼。而這是由于系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱等造成的，例如發(fā)電機(jī)組經(jīng)過長距離線路接入系統(tǒng)、系統(tǒng)之間的弱聯(lián)系以及長鏈狀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。相對于區(qū)域內(nèi)的低頻振蕩而言，影響區(qū)間振蕩模式阻尼比的因素更為復(fù)雜。傳統(tǒng)的能夠有效抑制局部振蕩模式、分散設(shè)計的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PoStabilizerpSS)難以有效抑制區(qū)間振蕩模式。廣域測量系統(tǒng)(easuremen

4、tSystems，認(rèn)伙MS)技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，為互聯(lián)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制提供了新的契機(jī)。硒人MS可實時獲得同一參考時間坐標(biāo)下，互聯(lián)電力系統(tǒng)的全局動態(tài)信息，并將一定延時內(nèi)獲取的機(jī)組間相對功角和角速度等全局信息，作為反饋量，構(gòu)建區(qū)間附加阻尼控制器。克服傳統(tǒng)阻尼控制器只能利用本地測量的缺陷，使同時有效抑制本地和區(qū)間兩種低頻振蕩模式成為可能?；趶V域測量信息的大規(guī)模電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和閉環(huán)阻尼控制研究是認(rèn)人MS在電力系統(tǒng)應(yīng)用必須解決的重要課題?，F(xiàn)代大規(guī)模電力系統(tǒng)，規(guī)模巨大并且運行方式多樣，由局部區(qū)域的擾動而誘發(fā)全網(wǎng)性、區(qū)域間低頻功率振

5、蕩的可能性大大增加。因此，開展基于S的大規(guī)模電力系統(tǒng)阻尼控制研究，提出有針對性的抑制策略，解決現(xiàn)有分析和控制方法在大規(guī)模電力系統(tǒng)的實際應(yīng)用和理論分析方面存在的不足，對于豐富和拓展電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析和控制理論，防止大的停電事故和提高區(qū)域間輸電能力，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，都具有重要的理論意義、應(yīng)用價值及社會經(jīng)濟(jì)意義。1.2電力系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理及抑制方法的研究現(xiàn)狀1.2.1低頻振蕩機(jī)理電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)經(jīng)輸電線并列運行，在出現(xiàn)擾動時會發(fā)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對搖擺，并在缺乏阻尼時引起持續(xù)振蕩，同時，輸電線上功率也會發(fā)生相應(yīng)振蕩。若搖擺幅值不斷增

6、大，趨于發(fā)散，系統(tǒng)將不得不被解列，造成大面積停電。這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在長距離、重負(fù)荷輸電線上，在發(fā)電機(jī)采用現(xiàn)代快速、高頂值倍數(shù)勵磁系統(tǒng)的條件下更易發(fā)生。這是由于這些電網(wǎng)的阻尼較小，在系統(tǒng)受到擾動、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或其固有的振蕩頻率與系統(tǒng)的功率波動頻率相同發(fā)生共振時，由于系統(tǒng)阻尼不足，都可能發(fā)生電力系統(tǒng)振蕩。從振蕩模式來看，公認(rèn)的方法是將低頻振蕩可分為本地振蕩模式和區(qū)域間振蕩模式。當(dāng)機(jī)組間聯(lián)系較緊密，電氣距離小，則相應(yīng)的振蕩頻率較高，一般為0.7Hz以上，稱為本地或區(qū)域內(nèi)的振蕩模式:如果電氣距離較大，則相應(yīng)的機(jī)組之間振蕩頻率較低，一般為0.

7、2-0.7Hz，稱為互聯(lián)系統(tǒng)區(qū)域間的振蕩模式。深刻認(rèn)識低頻振蕩的產(chǎn)生機(jī)理，對低頻振蕩研究具有重要的基礎(chǔ)性意義。目前低頻振蕩主要有負(fù)阻尼、強(qiáng)迫振蕩、強(qiáng)諧振、分岔、混沌振蕩和復(fù)合模式等機(jī)理解釋。負(fù)阻尼機(jī)理認(rèn)為，低頻振蕩是由于在特定情況下系統(tǒng)提供的負(fù)阻尼作用抵消了系統(tǒng)電機(jī)、勵磁繞組和機(jī)械等產(chǎn)生的正阻尼。在欠阻尼的情況下，擾動被逐漸放大，從而引起系統(tǒng)功率的振蕩。它具有起振快、起振后保持等幅同步振蕩和失去振蕩源后振蕩很快衰減等特點。經(jīng)過多年的實踐檢驗，該機(jī)理得到不斷完善，其概念清晰、物理意義明確，已成為公認(rèn)的低頻振蕩機(jī)理，并形成了一套較為完整系統(tǒng)

8、的低頻振蕩分析理論和方法。第二章基于輸出預(yù)測的電力系統(tǒng)廣域阻尼控制2.1引言當(dāng)互聯(lián)電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障或擾動而引發(fā)功率振蕩時，由于廣域信息傳輸時滯的存在，對廣域阻尼控制器而言，其往往延遲幾十到數(shù)百毫秒之間的時