发电机励磁系统对电网稳定运行的影响

论文摘要

由于电网规模的扩大,系统运行方式越来越复杂,保证系统安全可靠运行的难度也越来越大,使电网的安全稳定问题越来越突出。提高和维护同步发电机运行的稳定性,是保证电力系统安全、经济运行的基本条件之一。在众多改善同步发电机稳定运行的措施中,提高励磁系统控制性能是公认的经济而又有效的手段之一。随着电力系统规模的日益庞大和复杂,对仿真计算的精度要求要来越高,而以往的稳定计算由于缺乏足够精确的数据,同步发电机的励磁系统模型普遍采用经典模型参数,这样得出的结果并不符合实际。本文为了精确模拟发电机励磁系统对电网稳定运行的影响,进而选取发电机实测励磁模型进行研究。在青海电网励磁系统参数测试工作的基础上,对其中的十台大型机组的励磁系统,分别采用现场实测得出的详细模型及参数,以极限切除时间为衡量指标,分析采用详细模型后,系统暂态稳定水平的变化规律及趋势,从而为电网的运行和优化提供更为准确的参考依据。青海电网采用实测励磁模型后,对电网暂态稳定水平的影响随着故障方式的不同而不同,有的故障方式下提高了电网的暂态稳定性,有的故障方式下电网的暂态稳定性没有发生变化,但没有降低电网的暂态稳定性,总体来说,能提高电网的暂态稳定性。由于本文只有部分机组采用了实测励磁模型,所以说,要想知道本文所采用的实测励磁模型参数是否足够的精确、合理,还需要大量的实测模型参数来验证,所以说,加快实测工作对现代大型电网来说越来越重要。总之,本文首先从理论上分析了电力系统稳定的特征;接下来分析了发电机模型和励磁系统模型,表明模型和参数的选择对电力系统仿真精度和可信度的影响较大;最后通过仿真计算分析了发电机励磁系统对电网暂态稳定性和阻尼特性的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 2 同步发电机励磁系统的研究现状
• 2.1 同步发电机励磁系统的作用
• 2.1.1 励磁方式的发展
• 2.1.2 励磁调节器的发展
• 2.2 本文的主要工作
• 2.3 本章小结
• 3 电力系统稳定的基本理论和分析方法
• 3.1 电力系统稳定问题
• 3.1.1 电力系统稳定问题的历史
• 3.1.2 电力系统稳定的分类
• 3.2 基本理论及分析方法
• 3.2.1 小扰动稳定分析
• 3.2.2 暂态稳定分析
• 3.3 本章小结
• 4 发电机模型及励磁系统分析
• 4.1 发电机模型
• 4.1.1 经典模型
• 4.1.2 详细模型
• 4.2 励磁系统
• 4.2.1 发电机励磁系统的组成
• 4.2.2 励磁系统的经典模型
• 4.3 本论文仿真采用的发电机和励磁系统模型
• 4.3.1 发电机模型
• 4.3.2 励磁系统模型
• 4.4 本章小结
• 5 发电机励磁系统对电网稳定性的影响
• 5.1 同步发电机励磁控制系统对提高静态稳定的作用
• 5.2 同步发电机励磁控制系统对提高暂态稳定的作用
• 5.3 同步发电机励磁控制系统对改善系统阻尼特性的作用
• 5.3.1 无PSS 时2Area-4 机系统阻尼低频振荡特性分析
• 5.3.2 投入PSS 时2Area-4 机系统阻尼低频振荡特性分析
• 5.3.3 PSS 参数优化
• 5.4 本章小结
• 6 青海电网实测励磁系统模型对电网稳定运行影响的分析
• 6.1 青海电网概况
• 6.2 仿真数据的收集
• 6.3 暂态稳定计算的仿真
• 6.4 暂态稳定计算仿真结果的分析
• 6.4.1 故障的设置
• 6.4.2 稳定计算的仿真结果
• 6.4.3 稳定计算结果的分析
• 6.5 小干扰稳定计算结果的分析
• 6.5.1 青海电网阻尼特性分析
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢
• 附录