基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估.pdf
《基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电力系统分析与仿真基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估于枋彤,刘铖,孟涛(东北电力大学,吉林吉林 ;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 )摘要:利用网络变量运行轨迹分析交直流混联电力系统的暂态稳定性,能够更加直观地展现分析结果,为暂态稳定的局部控制提供理论基础。首先,基于网络结构构建了适用于混联系统的暂态能量函数,依据直流线路有功功率的分布规律构造了直流线路势能函数;其次,构建了针对直流线路势能的稳定性判别指标,定量分析了混联系统的受扰程度和割集位置;最后,仿真计算改进后的新英格兰 机 节点系统,结果表明直流线路位置不同,其势能的稳定性不同,并且直流线路的接入不改变系统的割集分
2、布,所提指标能够有效量化评估交直流混联电力系统的暂态稳定性。关键词:交直流混联电力系统;暂态稳定评估;支路暂态势能;稳定度指标;振荡割集中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,;,):,:;基金项目:吉林市科技创新发展计划项目()。收稿日期:作者简介:于枋彤(),女,硕士研究生,研究方向为交直流混联电力系统暂态稳定分析。引言高压 直 流 输 电(,)可以有效减少输送电能损耗,更适合对偏远地区进行大功率的跨区域输电。我国现已建成含多种电压等级的高压以及特高压直流输电工程,交直流混联电力系统已成为输电网中主要电网结构之一。为此,对交直流混联电力系统的暂态稳定性进行评估尤为重要。目前,已有学者对
3、交直流混联电力系统暂态稳定性的分析有了一定的研究进展。文献 考虑混联系统故障响应轨迹,并利用迭代势能边界面法由点积判据和临界切除时间共同判断稳定状态。文献 将故障后混联系统初始状态能量值与不同清除时间下系统的临界能量做对比,并给出了暂态稳定裕度值。文献 考虑了直流线路在暂态过程中的动态特性,得到临界清除时间,给出瞬态能量函数的数值计算方法。文献 通过势能边界面法对多机混联系统的临界能量进行求解,进而分析混联系统的暂态稳定性。以上文献对混联系统的暂态稳定性分析的发展做出有利的贡献,但仍存在以下问题,譬如现有研究均忽略了直流线路内部结构对直流线路势能的影响;对混联系统的暂态稳定分析均是在惯性中心坐
4、标系下构建系统暂态能量函数,不能凸显第 卷第期(总第 期)年月 吉林电力 ()混联系统暂态稳定性的局部性特点。为解决上述问题,本文利用支路暂态能量分析法应用于分析混联系统的暂态稳定性,基于此构造直流线路势能函数。提出了适用于直流线路的能量稳定度指标,从定量的角度分析混联系统的暂态稳定性。对改进后的新英格兰 机 节点系统算例进行仿真验证。交直流混联电力系统暂态能量函数构建 构建单机交直流混联电力系统暂态能量函数对混联系统中的各元件支路和母线节点进行编号,单机无穷大系统见图,其中支路、分别为交流线路和直流线路,设节点为发电机 虚构的内电势节点。图单机无穷大系统发电机为经典二阶模型计及阻尼系数,不考
5、虑系统中各元件的电阻。节点上含有任意模型负荷且考虑负荷损耗,发电机的动态方程为:(烅烄烆)()式中:为发电机 的惯性时间常数;为 的阻尼系数;为 的相对转子角度;与分别为 的额定转速和相对无穷大系统的转速差值;为 的机械功率;()为 的电磁功率。为便于分析,将发电机的电磁功率改写为关于时间的变量,此时可得描述网络中各节点的有功功率平衡的代数方程为:()()()()()()()()()()()()(烅烄烆)()式中:节点、所连负荷流过的有功功率分别为()、()、();支路 、上流过的有功功率分别为 ()、()、()、()、()。由于发电机的机械功率保持不变,故障后的系统稳态平衡点(,)处网络节点
6、有功功率平衡方程为:烅烄烆()式中:节点、所连负荷被注入的有功功率分别为、;支路 、被注入的有功功率分别为 、。由式()、式()可得故障后的暂态过程中网络节点功率平衡方程为:()()()()()()()()()()()()()烅烄烆()将式()中第二式进行改写,并对时间进行积分得:()()()式中:、为支路 、的两端转速的差值。将式()、式()代入式()中得:()()()式中:()为支路被注入的有功功率;为支路在 处的有功功率;为支路两端所连节点、的转速差值;为负荷所连节点的角速度。定义系统中支路的势能为:()()()()()()()式中:、分 别 为 支 路、两 端 转 速 的差值。定义系统
7、中负荷的势能为:()()()第 卷第期(总第 期)吉林电力 年月()()式中:()为节点所连负荷消耗的功率;为节点所连负荷在 处的有功功率。构建单机交直流混联电力系统的暂态能量函数为:()()()式中:为系统总的暂态能量;为阻尼损耗能量;为总动能;为交流支路势能;为直流线路势能;为负荷势能。直流线路暂态势能前面构建了单机混联系统的暂态能量函数,但在定义的支路势能中未能展现直流线路动态特性对势能的影响。因此,仍以单机无穷大系统为例,对直流线路进行分析。构建直流线路的势能 为:()()()式中:为节点流入直流线路 整流器侧的功率;()为节点流出支路 逆变器侧的功率。在 处,为节点注入直流线路 整流
8、器侧的功率,为节点流出线路 逆变器侧的功率。将直流线路损耗功率 与转速差 代入式()中,即直流线路势能可由式()表示:()()()式中:为直流线路两端的功率差,即直流线路电阻及其变换器上损耗的功率;在 处,为直流线路两端的功率差;为直流线路两端转速的差值。构建多机交直流混联电力系统暂态能量函数在任意多机混联系统中设有个发电机,有个节点,个负荷,条交流线路,条直流线路,计及交流线路电阻。发电机内引入虚构的内电势节点,进而组成该系统的增广网络,其中包括个节点,条支路。构建多机交直流混联电力系统的暂态能量函数,其中为总势能。系统总动能为:()式中:和分别为第台发电机的惯性时间常数和转速的差值。系统阻
9、尼损耗能量为:()式中:为第台发电机的阻尼系数。系统总势能为 ,在上一节已对直流线路的能量转换进行分析讨论,现可进一步将、分别表示为:()()()()()()()()式中:为混联系统的交流支路势能;为负荷所连节点角速度;()为支路注入功率;()为电阻消耗功率;()为直流线路电阻及其变换器上消耗的功率;()为负荷功率;在 处,为支路注入功率;为交流支路上电阻的损耗功率;为直流线路电阻及其变换器上的损耗功率;为负荷注入功率。交直流混联电力系统的暂态稳定能量判别指标构建系统暂态失稳的表现为部分发电机脱离同步运行,由局部失稳概念可知,在系统遭受大扰动后产生的暂态势能不是均匀分布在系统中,而是集中在某些
10、脆弱的支路上即临界割集,为了建立可量化评估各支路暂态稳定性的指标体系,构造判断支路稳定程度的指标。交流支路稳定度指标根据文献 对支路势能性质的分析,交流支路能量稳定度指标 可定义为式()。指标值在越接近的情况下,该支路的稳定性越低。于枋彤,等:基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估 ()(,)()式中:(,)为支路的暂态势能在振荡过程中第一次达到极小值和极大值时刻的差值;为支路在稳定平衡点处有功功率;()为支路在其势能极大值时刻的有功功率。直流支路稳定度指标直流线路的有功功率在稳定和失稳两种情况下振荡幅度的区分度不大,交流线路的能量稳定度指标的暂态稳定判据对直流线路并不适用,对其进行修正
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 网络 能量 直流 电力系统 稳定 评估
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。