含TCSC和SVC的風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性鞍結(jié)分岔研究

【摘要】：目前,我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)步入到超高壓、新能源發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電的時期,而系統(tǒng)經(jīng)常會因為某些原因使系統(tǒng)工作在接近極限輸電能力的狀態(tài)下運(yùn)行,但我國的風(fēng)電場受長距離輸電、主電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱和相對滯后的電壓等級影響,輸電能力有限,穩(wěn)定性——特別是電壓穩(wěn)定性較弱。高壓串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)和集中式無功補(bǔ)償設(shè)備等技術(shù)措施,可以有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平和輸送能力。這樣晶閘管可控的串聯(lián)補(bǔ)償裝置(Thyristor Controlled Series Compensator, TCSC)和靜止同步補(bǔ)償裝置(Static Var Compensator, SVC)被用于分析和控制風(fēng)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性得到認(rèn)可。本文采用分岔理論的研究方法,分別數(shù)據(jù)分析了TCSC和SVC對系統(tǒng)的調(diào)壓作用和不同影響；含TCSC和SVC的風(fēng)電系統(tǒng)鞍結(jié)分岔超曲面的研究,從而闡述電壓的失穩(wěn)和控制機(jī)理。其主要內(nèi)容如下： 1、選取了晶閘管可控的串聯(lián)補(bǔ)償裝置(TCSC)作為電壓調(diào)節(jié)裝置,在典型風(fēng)電系統(tǒng)中進(jìn)行了電壓穩(wěn)定性的鞍結(jié)分岔研究,同時選取風(fēng)電場的有功功率Pinject(?)口TCSC的等效阻抗XTCSC為鞍結(jié)分岔控制參數(shù),通過分岔理論在非線性微分方程穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用計算,結(jié)果驗證了TCSC的電壓控制的有效性,并顯示TCSC具有顯著提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性和系統(tǒng)帶負(fù)荷的能力。提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性,在一定的范圍內(nèi),可通過Pinject和XTCSC的協(xié)調(diào)工作延遲鞍結(jié)分岔的發(fā)生,保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 2、系統(tǒng)中無功與電壓有關(guān),在典型風(fēng)電系統(tǒng)模型中,首先將TCSC和SVC單獨(dú)進(jìn)行比較分析,數(shù)據(jù)說明了兩者都在一定程度上改變了線路的傳輸功率,提高了線路的電壓穩(wěn)定性。同時也可以看出在提高傳輸功率的程度上SVC比TCSC要好,而TCSC能更有效地提高線路的電壓穩(wěn)定性。然后將兩者安裝在同一風(fēng)電系統(tǒng)中,選取了風(fēng)電注入功率Pinject、SVC等效電納BSVC和TCSC的等效阻抗XTCSC為鞍結(jié)分岔參數(shù)進(jìn)行電壓穩(wěn)定性的多參數(shù)鞍結(jié)分岔研究,通過數(shù)據(jù)分析和多維鞍結(jié)分岔邊界的形象描述,揭示了三參數(shù)對應(yīng)的電壓穩(wěn)定性的調(diào)整關(guān)系,TCSC和SVC對于提高風(fēng)電場容量有積極的作用,同時擴(kuò)大了電壓的穩(wěn)定裕度。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電系統(tǒng) 電壓穩(wěn)定性 鞍結(jié)分岔 靜止同步補(bǔ)償裝置 晶閘管可控的串聯(lián)補(bǔ)償裝置
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM712;TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 本課題選題的背景和意義9-11
• 1.1.1 風(fēng)電的特點(diǎn)及與電壓穩(wěn)定性的關(guān)系9-10
• 1.1.2 TCSC和SVC裝置對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的意義10-11
• 1.2 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究方法、分析指標(biāo)11-13
• 1.2.1 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究方法11-12
• 1.2.2 電壓穩(wěn)定性分析指標(biāo)12-13
• 1.3 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的分岔理論研究現(xiàn)狀、背景及發(fā)展趨勢13-17
• 第二章 分岔理論基礎(chǔ)性介紹17-26
• 2.1 分岔理論基礎(chǔ)知識17-19
• 2.1.1 常微分方程下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性17-18
• 2.1.2 分岔的基本概念、性質(zhì)及分類18
• 2.1.3 典型的一維分岔：鞍結(jié)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 基于延拓法的多參數(shù)多維分岔邊界追蹤方法22-24
• 2.2.4 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的分岔理論分析流程24
• 2.3 小結(jié)24-26
• 第三章 含TCSC的風(fēng)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性鞍結(jié)分岔分析26-41
• 3.1 FACTS中無功補(bǔ)償裝置電壓控制原理26-28
• 3.2 風(fēng)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型28-32
• 3.2.1 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2.2 風(fēng)電場等值30-31
• 3.2.3 電網(wǎng)負(fù)荷模型31-32
• 3.3 TCSC的工作原理及數(shù)學(xué)模型32-34
• 3.3.1 TCSC的控制原理32-33
• 3.3.2 TCSC的數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.4 含TCSC的風(fēng)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性鞍結(jié)分岔分析34-39
• 3.4.1 算例系統(tǒng)描述34-35
• 3.4.2 仿真結(jié)果分析35-39
• 3.5 結(jié)論與展望39-41
• 第四章 SVC和TCSC在風(fēng)電系統(tǒng)應(yīng)用中的分岔分析41-49
• 4.1 SVC、TCSC共同補(bǔ)償及其分岔仿真分析的約束條件41-42
• 4.2 實例模型42-43
• 4.2.1 風(fēng)電系統(tǒng)模型42
• 4.2.2 SVC無功補(bǔ)償裝置及其數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.3 含SVC和TCSC的風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分岔分析43-47
• 4.3.1 SVC和TCSC分別作用的仿真和數(shù)值分析43-44
• 4.3.2 風(fēng)電系統(tǒng)多參數(shù)電壓穩(wěn)定性分析44-47
• 4.4 小結(jié)47-49
• 第五章 結(jié)論與展望49-51
• 5.1 總結(jié)49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 發(fā)表論文和科研情況說明54-55
• 致謝55

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