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近年来,国内外许多系统都出现了用电负荷的迅猛增长、最高用电负荷占全网比重逐渐增加和电网结构相对薄弱的现象,这导致受端系统对外来电力的依赖程度不断提高,从而使得暂态电压失稳或电压崩溃的隐患已日益凸显。灵活交流输电技术可以实现对交流输电网运行参数和变量快速、连续和频繁的调节,其对电力系统的暂态电压稳定性有着重要的影响。因此,研究SVC和TCSC的控制对电力系统暂态电压稳定的影响,同时进行相应的控制策略设计便具有了显著的意义。本文的主要研究内容如下:
(1)阐述暂态电压失稳在电力系统中的产生机理。在MATLAB/SIMULINK软件中搭建待研究单机单负荷系统模型。通过研究感应电动机电磁转矩转差特性的变化,来分析研究SVC、TCSC和SVC与TCSC的联合运行对实际系统暂态电压稳定问题的影响,并通过时域仿真法进行验证。
(2)针对TCSC定阻抗控制无法体现FACTS装置的灵活调节特性的问题,以单机单负荷为研究对象,提出以控制感应电动机转差为目标的非线性控制策略,时域仿真验证了所设计的TCSC非线性控制策略比定阻抗控制在提高暂态电压稳定性方面更有效果。
(3)基于微分几何和线性最优控制理论,以感应电动机转差和SVC节点电压偏差为控制目标,提出了旨在提高系统暂态电压稳定性的SVC和TCSC协调控制策略,时域仿真表明协调控制下的系统比SVC与TCSC单独设计的系统具有更高的暂态电压稳定性。