交直流系统次同步振荡建模与机理分析

【摘要】随着“西电东送”发展战略的逐步实施,大容量远距离输电已经成为我国电网的重要特征。为了提高长距离输电线路的输送能力,我国电网广泛采用了串联补偿和高压直流输电技术。然而,由串联补偿和高压直流输电引起的次同步振荡风险成为电网安全稳定运行面临的重要问题。本论文对交直流互联电力系统次同步振荡的建模与机理进行了深入研究,主要工作包括：(1)提出了一种应用于次同步振荡分析的汽轮发电机组轴系扭振机械阻尼系数在线测量解耦计算的方法。揭示了并列运行的同型机组发生次同步振荡时存在的同相振荡模式和反相振荡模式现象,并阐明了反相振荡模式的力矩耦合关系。在此基础上,利用反相振荡模式下汽轮发电机组与电网解耦的特性,提出了一种通过主动激发反相振荡模式实现轴系扭振机械阻尼系数在线测量与解耦计算的方法。该方法具有严格的理论基础,且易于现场实施,并在实际系统中得到成功应用,有效的解决了轴系扭振机械阻尼系数在线测量的难题。(2)阐明了直流输电系统逆变侧故障引发汽轮发电机组次同步振荡的原因,突破了原有仅认为整流侧故障才引发机组次同步振荡的认识。论文分析了由于逆变侧交流系统扰动引起直流输电系统换相失败,进一步导致整流侧汽轮发电机组次同步振荡的物理过程,理论分析结果与实际录波数据一致,验证了理论分析的正确性。(3)完成了具有相近扭振频率的多机系统的次同步振荡机理和特性分析。揭示了在具有相近扭振频率的多机系统中,同时存在机网振荡模式和机组间振荡模式,并分析对比了两种不同振荡模式的阻尼特征。分析了决定机组间振荡模式幅值大小的因素及其对轴系扭振严重程度的影响。据此对在实际系统中发生的次同步振荡现象给出了合理、清晰的解释。(4)实现了应用于次同步振荡仿真的轴系变机械阻尼建模方法。该方法将轴系扭振机械阻尼系数作为变量代入转子运动方程,实现了轴系扭振机械阻尼系数在仿真过程中可以连续变化的功能,并在实时数字仿真器RTDS上实现。实现了一种发电机转速脉冲信号输出建模方法。该方法可以模拟与实际现场经由发电机轴系齿盘原理一样的转速脉冲输出,并具有同样的动态特性。进一步针对某大型煤电基地经交直流外送的次同步振荡问题,建立仿真模型,并开展相关次同步振荡机理与特性分析,分析结论与现场实际情况吻合。
【作者】张鹏；
【导师】杨奇逊；毕天姝；
【作者基本信息】华北电力大学，电力系统及其自动化，2014，博士
【关键词】次同步振荡；轴系扭振机械阻尼；在线测量；交直流系统相互作用；相近扭振频率；多机系统；建模；

【参考文献】
[1]古勇,苏宏业,褚健.循环神经网络建模在非线性预测控制中的应用[J].控制与决策,2000,02:254-256.
[2]申圳.花鼠的贮食行为研究[D].河南科技大学,生态学,2013,硕士.
[3]冯鹏飞.基于稀疏矩阵的自检校光束法平差相机检校研究[D].西安科技大学,摄影测量与遥感,2014,硕士.
[4]王端龙,吴晓锋,冷画屏.对敌战场意图识别的若干问题[J].舰船电子工程,2004,06:4-9.
[5]杨小怡.北极涛动的季节性差异及其结构机理研究[D].南京气象学院,气象学,2003,硕士.
[6]裴跃林.随机脉冲信号检测及其分割获取技术研究[D].中北大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[7]杨云苏.几类非线性算子的若干不动点问题[D].江西师范大学,基础数学,2004,硕士.
[8]胡荣.含β-CD聚合物网络结构的构筑及其对药物的负载及控释行为研究[D].华东理工大学,材料化学工程,2014,硕士.
[9]王慧敏.中国书画在现代设计中的应用研究[D].北京林业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[10]高尚.中国当代艺术创作的自救与反思[D].华中师范大学,美术学,2013,硕士.
[11]谢卫.智能建筑应提供整体解决方案和全过程的服务[J].智能建筑与城市信息.2004(01)
[12]宋燕,李宝华,陈玉琴.第十届全国新型炭材料学术研讨会顺利召开[J].新型炭材料,2011,06:479-480.
[13]丁晓波.宜昌橙提取物主要生物活性成分检测及其对小鼠代谢紊乱的干预作用研究[D].西南大学,果树学,2013,硕士.
[14]唐千.Pretender la Legibilidad entre la Fidelidad y la Traición de la Traducción Literaria[D].西安外国语大学,西班牙语语言文学,2014,硕士.
[15]郭景云.华德福幼儿教育思想及对我国早期教育的启示[D].河北师范大学,教育管理,2013,硕士.
[16]杨希.江西省农村居民体育公共产品需求现状的调查分析[D].华中师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[17]朱福巍.节理岩体细观损伤模型的理论研究与数值方法[D].北京交通大学,2011.
[18]姜欣.黄金昶教授中医治疗食管癌经验总结[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[19]吴洁芳.基于市场分析的安庆市文化旅游资源分层开发研究[D].安徽大学,旅游管理,2013,硕士.
[20]孔有琴.日本沼虾（Macrobrachium nipponense）幼虾的铜营养生理研究[D].华东师范大学,动物学,2014,博士.
[21]刘宇驰.数字媒体技术在博物馆展示中的合理应用[D].复旦大学,考古与博物馆学,2012,硕士.
[22]刘金侠,金之钧.云龙凹陷波动热史模型建立及应用[J].石油地球物理勘探,2003,S1:81-83+138.
[23]郝芳娟.浅析党内民主监督[D].鲁东大学,思想政治教育,2013,硕士.
[24]石俊杰.盐霉素对人肺腺癌A549细胞株生物学特性的影响[D].大连医科大学,胸外科学,2012,硕士.
[25]邹浩.金沙江观音岩水电站左岸及河床坝段建基岩体工程特性研究[D].成都理工大学,地质工程,2013,硕士.
[26]王琳琳.国内外大宗农产品价格波动的传导机制研究[D].华侨大学,国际贸易学,2013,硕士.
[27]林燕梅.HLA-A2限制性survivin点突变抗原肽特异性TCR基因筛选及抗肿瘤功能验证[D].广东药学院,药剂学,2013,硕士.
[28]本报见习记者牛仲逸.石墨烯将迎来四领域变革6只龙头股热度大增逆市上行[N].证券日报,2014-07-17A03.
[29]雷晓波.日本语学习过程中关于「気づき」的探讨[D].鲁东大学,日语语言文学,2014,硕士.
[30]王娜.任务型教学在中职学校英语阅读教学中的应用研究[D].辽宁师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[31]高超.中国民间美术构图观[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[32]张宁.姜黄素联合维生素C对人胃癌SGC-7901细胞增殖和凋亡的影响[D].延安大学,内科学,2014,硕士.
[33]高庆萍.农村纠纷解决的现状及对策研究[D].河北师范大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[34]张守彬.PZ会展中心客户服务质量测评体系建设及应用研究[D].华南理工大学,项目管理,2012,硕士.
[35]李仁泽.基于数据挖掘方法的综合症—药物关系挖掘[D].南京大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[36]李焦焦.辽宁省新生代农民工融入性就业研究[D].辽宁大学,社会保障,2012,硕士.
[37]郝忠华.父母婚姻质量对幼儿师范学校青少年性别角色的影响[D].内蒙古师范大学,心理健康教育,2013,硕士.
[38]魏衡江.新的电弧炉控制器[J].冶金自动化,1996,04:12.
[39]刘丹丹.毒害艾美耳球虫配子体抗原基因的克隆表达与功能研究[D].扬州大学,预防兽医学,2014,博士.
[40]王庆军.以人为本视域下的农村文化载体建设研究[D].山西师范大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[41]罗彦斌,陈建勋,王梦恕.隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响研究[J].岩石力学与工程学报,2010,S2:3792-3798.
[42]辛乘胜.人民日报新闻文献自动标引系统的设计与实现[J].中国新闻科技.1997(03)
[43]卞兴盛.招投标管理中的问题与对策研究[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[44]李君艳.钯催化合成稠环及稠杂环芳烃衍生物的研究[D].华东师范大学,有机化学,2013,硕士.
[45]夏鹏.武汉CJ土地整理储备分中心薪酬体系再设计[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[46]李娇.无线传感器网络数据聚合算法的研究[D].东北大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[47]魏炳伟.铜—石墨烯复合材料制备和性能的研究[D].重庆理工大学,2014.
[48]牛楠.活血通络方加减联合西药治疗血瘀型糖尿病下肢血管病变的临床研究[D].北京中医药大学,中医学,2014,硕士.
[49]刘源.金属氧化物复合体系气相光电催化性能与表征[D].华中科技大学,2012.
[50]贺光华.基于天然植物制备微生物燃料电池的三维多孔碳阳极材料研究[D].江西师范大学,2013.