次同步谐振问题中参数特性分析及扰动清除时序影响研究

论文摘要

我国“西电东送”北通道电力的外送,主要采用远距离、大容量、较高串补度的输电模式。在这种输电模式中,多模态次同步谐振正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。本文以内蒙上都电厂串补输电工程为例,在分析多模态次同步谐振产生原因的基础上,研究因机电扭振互作用所引发的次同步谐振参数特性,考察机组出力、电厂开机台数、线路投运数及负荷对次同步谐振的影响,提出规避次同步谐振的措施及建议;针对次同步谐振中暂态力矩放大现象的扰动清除时序影响因素,分析轴系冲击力矩的组成,对轴系冲击力矩作用下的轴系响应进行详细的推导,揭示了轴系力矩最大值和扰动清除时序的关系,仿真证明了结论的正确性和普适性。提出合理选择最佳故障切除时间,以减小因次同步谐振引起的轴系疲劳损坏。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 次同步谐振研究方法
• 1.2.1 频率扫描分析法
• 1.2.2 特征值分析法
• 1.2.3 复转矩系数法
• 1.2.4 时域仿真法
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 串联电容补偿输电系统模型研究及模态分析
• 2.1 次同步谐振产生机理
• 2.1.1 感应发电机效应
• 2.1.2 机电扭振互作用
• 2.1.3 暂态力矩放大现象
• 2.2 基于特征值分析法的SSR 线性化数学模型
• 2.2.1 发电机电磁回路模型
• 2.2.2 发电机轴系方程
• 2.2.3 网络电磁方程
• 2.2.4 励磁系统方程
• 2.2.5 线性化过程推导
• 2.3 基于PSCAD/EMTDC 的时域仿真模型
• 2.4 上都电厂串补工程仿真模型介绍及模态分析
• 2.4.1 仿真模型介绍
• 2.4.2 轴系模态分析
• 2.5 小结
• 第三章 多模态次同步谐振及参数影响特性分析
• 3.1 上都电厂多模态次同步谐振问题
• 3.2 多模态次同步谐振分析
• 3.3 紧凑型线路参数特性的影响分析
• 3.4 机组出力对SSR 稳定性的影响
• 3.4.1 轴系机械阻尼分析
• 3.4.2 机组出力影响分析
• 3.5 电厂开机台数对SSR 稳定性的影响
• 3.6 线路投运数对SSR 稳定性的影响
• 3.7 承德负荷对SSR 的稳定性的影响
• 3.8 小结
• 第四章 暂态力矩放大现象中的故障切除时间影响分析
• 4.1 轴系冲击力矩分析
• 4.2 冲击力矩作用下的轴系扭振响应
• 4.2.1 无阻尼二自由度模型描述
• 4.2.2 强迫振动过程
• 4.2.3 自由振动过程
• 4.2.4 扰动清除时序影响
• 4.3 时域仿真及分析
• 4.3.1 仿真结果及比较
• 4.3.2 串补电容引起的暂态力矩放大现象
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况