基于新型穩(wěn)定策略的勵(lì)磁控制研究.pdf

1、由于系統(tǒng)互聯(lián)和新技術(shù)的應(yīng)用,電力系統(tǒng)的復(fù)雜性日益上升.同時(shí),經(jīng)濟(jì)性和電力工業(yè)管理所帶來(lái)的約束條件迫使電力系統(tǒng)運(yùn)行在穩(wěn)定極限附近,于是帶來(lái)了新的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題.大型弱聯(lián)系的電力系統(tǒng)本身固有的薄弱的自然阻尼使得電力系統(tǒng)之間有時(shí)會(huì)產(chǎn)生自發(fā)的低頻振蕩現(xiàn)象.另外,呈現(xiàn)負(fù)阻尼效應(yīng)的快速自動(dòng)電壓勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的大量普及使用,則更進(jìn)一步加劇了這一狀況.由負(fù)阻尼效應(yīng)引發(fā)的振蕩幅值可能持續(xù)增長(zhǎng),以致破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性的后果,世界各

2、國(guó)不乏慘痛教訓(xùn)之例.加強(qiáng)電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)防止低頻振蕩是很重要的,但系統(tǒng)是在不斷的發(fā)展,不斷的變化,隨時(shí)可能發(fā)生新的弱聯(lián)系.單純依靠加強(qiáng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)防止弱聯(lián)系,不僅是不經(jīng)濟(jì)的,而且實(shí)際上是不可能的.在諸多改善發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性的措施中,提高勵(lì)磁系統(tǒng)的控制性能,被公認(rèn)為最有效和經(jīng)濟(jì)的措施之一.然而傳統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)控制中的魯棒性、快速性和有效性問(wèn)題卻一直未曾得到很好的解決.本論文基于我校承擔(dān)的國(guó)家重大科技項(xiàng)目(攻關(guān))計(jì)劃"三峽機(jī)電設(shè)備"課題的子課題"

3、勵(lì)磁系統(tǒng)控制方式的研究".文中介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題的由來(lái)及其基本理論和基本分析方法,詳細(xì)闡述了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.針對(duì)電力系統(tǒng)的特點(diǎn),利用微振蕩理論、電機(jī)機(jī)電暫態(tài)的動(dòng)力學(xué)模型以及同步發(fā)電機(jī)理論,分析了系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)阻尼的原因.通過(guò)深入研究F.D.Demello機(jī)電暫態(tài)的動(dòng)力學(xué)模型,針對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)阻尼即低頻振蕩的原因,基于工程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠和"魯棒性"雙重原則提出了一種新的(基于發(fā)電機(jī)直軸電流及其導(dǎo)數(shù))可消除負(fù)阻尼現(xiàn)象的新

4、型勵(lì)磁控制策略.本文通過(guò)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)仿真分析表明,該附加勵(lì)磁控制能夠有效地增加系統(tǒng)的阻尼,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并具有較好的魯棒性.該控制策略的工程實(shí)現(xiàn)方案已經(jīng)在本文中提出.基于新型穩(wěn)定策略的勵(lì)磁控制所追求的使發(fā)電機(jī)振蕩一次擺動(dòng)后無(wú)余波的阻尼衰減,對(duì)于電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行有著十分積極的意義;振蕩次數(shù)的減少,可以有效地減少發(fā)電機(jī)在受激擺動(dòng)中定子和轉(zhuǎn)子電流的熱積累,并且可使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有所提高,因而這是一個(gè)具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)