基于时变幅频矢量的用于次同步谐振分析的串补输电线路小扰动模型

发布时间：2020-08-25 21:30

【摘要】：随着新能源发电,尤其是风力发电的迅速发展,新能源机组并网引起的次同步振荡问题越发突出,已有研究表明,风电并网引发的次同步振荡呈时变频率的特点;且不用于传统汽轮机组,风电并网引发的次同步谐振与串补输电线路有关,与轴系扭振无关,说明串补输电线路在该问题中的重要性。目前的研究主要基于一个频率处的振荡或多个谐波频率处的振荡,未能解释振荡频率时变的现象,且已有的次同步振荡研究主要针对设备的动态和特性分析,网络的建模只有状态方程和谐波阻抗两个方面,且并未对网络的建模和动态特性做系统研究。故本文首先说明了内电势幅频调制的本质,这一点能说明次同步谐振时频率时变的原因,随后基于时变幅频矢量,建立了串补输电线路的小扰动模型,并研究了串补输电线路的动态规律和不同小扰动模型的适用情况,为网络的建模和特性研究提供了一个新的思路。具体研究内容分为以下几个方面:(1)揭示了设备内电势幅频调制的本质。以同步机为例,建立了适用于次同步振荡分析的同步机小信号模型,分析了次同步谐振时同步机内电势为幅频调制信号的本质,并通过时域仿真对比,验证了同步机内电势幅频调制的本质;以我国某风电场次同步振荡时的现场录波数据,直观的验证了次同步振荡时,风机内电势的幅频调制本质;通过与谐波信号对比,分析了幅频调制信号的特征。(2)基于内电势幅频调制的本质,建立了基于时变幅频矢量的串补输电线路小扰动模型,分析了线路的动态和小扰动模型的适用性。根据时变幅频矢量的串补输电线路原始数学关系,从不同的线性化方法建立了基于电压电流关系线性化的串补输电线路小扰动模型和基于幅频调制信号线性化的小扰动模型;并以单机无穷大系统为例,分析了线路的动态规律和两种小扰动模型的适用性,发现在谐振点处,小扰动模型均不在适用,说明此时线路的高度非线性特征;最后以现场的多个模态的幅频调制的内电势作为激励,说明了小扰动模型的局限性,且说明了基于幅频调制信号线性化的小扰动模型的在推广时的繁琐性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM75;TM712

【参考文献】