汽轮发电机转子阻尼对大扰动后低频振荡影响的研究

摘要

汽轮发电机转子阻尼结构的作用对于电力系统大扰动后的低频振荡具有重要意义。本文针对汽轮发电机转子阻尼对大扰动后低频振荡的影响展开研究。主要工作如下:
　　1.建立了用于研究大扰动后低频振荡过程中汽轮发电机转子阻尼各部分结构作用的场-路耦合时步有限元模型，采用该模型计算了发电机转子各部分阻尼结构在大扰动低频振荡过程中的作用，得出转子槽楔、转子铁心及转子大齿导条三部分阻尼结构单独作用时的阻尼作用依次减弱;阻尼结构共同作用时耦合性较强，转子槽楔仍然起主要作用;转子槽楔采用电导率较大的铝合金材料可以增大发电机抑制大扰动低频振荡的能力。
　　2.对比研究了转子阻尼和电力系统稳定器(PSS)对大扰动低频振荡的作用，得出转子阻尼在大扰动后振荡的初始短时间内起主要作用，PSS在后续阶段逐渐发挥主要作用。
　　3.研究了不同转子阻尼作用下PSS的参数整定，得出了转子阻尼作用对PSS参数整定的影响规律，分析了转子槽楔及大齿导条的材料特性对PSS参数整定的影响，得出不同结构以及材料的转子阻尼作用下的PSS最优参数值。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状及发展动态

1．2．1 同步发电机数学模型研究

1．2．2 汽轮发电机转子阻尼结构研究现状

1．2．3 电力系统低频振荡研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 同步发电机单机-无穷大系统仿真模型

2．1 同步发电机相关理论基础

2．2 同步发电机时步有限元数学模型

2．2．1 场-路耦合时步有限元模型

2．2．2 计及转子阻尼实际结构的时步有限元模型

2．3 发电机励磁系统与转子运动方程

2．3．1 发电机励磁系统方程

2．3．2 转子运动方程

2．4 单机无穷大系统仿真模型

2．4．1 发电机与电网接口方程

2．4．2 变压器及线路方程

2．4．3 输电线单回线三相突然短路的系统仿真模型

2．5 本章小结

第3章 发电机转子阻尼对大扰动低频振荡的影响

3．1 系统大扰动后低频振荡的研究内容及方法

3．1．1 发电机转子阻尼对大扰动低频振荡影响的研究内容

3．1．2 发电机转子阻尼对大扰动低频振荡影响的研究方法

3．2 发电机转子阻尼结构对大扰动低频振荡的影响

3．2．1 转子阻尼结构单独作用对大扰动低频振荡的影响

3．2．2 转子阻尼结构共同作用对大扰动低频振荡的影响

3．3 转子槽楔的材料特性对转子阻尼作用的影响

3．4 本章小结

第4章 转子阻尼对PSS参数整定的影响及PSS参数优化设计

4．1 转子阻尼与PSS的作用对比

4．1．1 转子阻尼与PSS作用机理及效果的异同

4．1．2 转子阻尼与PSS作用的差异分析

4．2 转子阻尼结构对PSS的影响

4．2．1 转子阻尼各结构单独作用对PSS的影响

4．2．2 转子阻尼结构共同作用对PSS的影响

4．3 转子槽楔与大齿导条的材料特性对PSS的影响

4．3．1 转子槽楔的材料特性对PSS的影响

4．3．2 转子大齿导条的材料特性对PSS的影响

4．4 不同转子阻尼结构与材料特性作用下的PSS最优参数

4．4．1 PSS参数对阻尼作用的影响

4．4．2 不同转子阻尼结构作用下的PSS最优参数

4．4．3 不同材料的转子阻尼作用下的PSS最优参数

4．5 本章小结

第5章 实验验证

5．1 引言

5．2 实验测试平台

5．2．1 7．5kw模型机的结构

5．2．2 实验测试平台的构建

5．3 时步有限元仿真与模型机试验的对比

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 进一步研究工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加科研情况

致谢