论文摘要
随着“西电东送、南北互供、全国联网”战略的实施和市场化运作的大区互联电网的逐步形成,我国电力系统已进入大机组、超高压、超大规模、远距离、交直流混合输电的时代。串联电容补偿技术是提高远距离交流输电系统传输容量、改善系统稳定性的一项非常经济而有效的措施。然而,串联补偿技术的应用容易引发次同步谐振(Subsynchronous Resonance,SSR),造成汽轮发电机轴系扭转振荡甚至破坏,从而危及电力系统的安全稳定运行。因此,对串补送出系统SSR问题的研究具有重大的现实意义和工程应用价值。在介绍次同步谐振机理的基础上,根据静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的时域数学模型,通过公式推导,首次提出了STATCOM相角差次同步频率调制的抑制机理,并设计了相应的控制器,以IEEE第一标准模型为例,验证了STATCOM对单机系统SSR的抑制效果。然后针对锦界电厂串补送出系统的SSR实际问题,基于PSCAD/EMTDC搭建了分析SSR的电磁暂态仿真平台。在该平台上,首先以典型运行方式为例,对比分析了不投入STATCOM装置、投入仅采用电压反馈控制的STATCOM以及投入采用发电机转差附加控制的STATCOM时系统的SSR情况,并重点比较了采用发电机平均转差附加控制和采用发电机模态转差控制策略的抑制效果,验证了基于相角差次同步频率调制机理设计的STATCOM控制器对多机SSR问题的有效性。其次,利用电磁暂态仿真,对比分析了STATCOM不同接入点时抑制SSR的效果,指出在次同步谐振情况下电气距离对抑制效果的影响大大减弱。最后,从基本特性和对SSR的抑制效果两方面,讨论了STATCOM相较于SVC的优点,指出了STATCOM可为SSR问题的解决提供一种可行方案。