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电能质量治理中的振荡问题及其抑制措施
A Result Of The Second Silicon Revolution A Result Of The Second Silicon Revolution 电能质量治理中的 振荡问题及其抑制 措施 姜齐荣 清华大学柔性输配电系统研究所 FACTS与大功率电力电子技术的应用满足电网发展，负荷增长以及对电能质量的新需求 主要内容 •电力电子化系统面临的新问题与挑战 •电能质量治理中的振荡问题 •引起振荡的原因 •振荡的抑制措施 •结论 第2页 一、电力电子化系统面临的新问题与挑战 • 发、输、配、用系统正日益电力电子化 • 传统电参量理论已不适应-时间尺度过大 • 电力系统的特性发生了大的变化 • 稳定问题正在发生变化 • 传统电力系统保护已不适用 • 现有高速信息网无法满足广域控制的要求 --现有WAMS广域信息存在10ms级的延时，无法满足电力电 子装置电磁暂态稳定控制要求（广域信号延时≤1ms） 第3页 电力系统的特性发生了大的变化 • 惯性变小-风力发电、光伏发电等惯性小； • 短路容量减小- 电力电子设备快速闭锁； • 动负荷特性变化显著-变频器大量应用； • 输电特性、配电特性变化大—直流输电、电力电子 变压器大量应用； • 有功-频率、无功- 电压特性变化大— 可控性增强； • 频带大幅拓宽— 电力电子设备的响应速度≤几十毫 秒，提高了一个数量级以上。 第4页 稳定问题正在发生变化 • 功角稳定、电压稳定过渡过程缩短-— 电网特性 变化引起。 • 次同步、超同步振荡逐步显现—振荡频率由低 频向高频移动（机电暂态稳定问题）。 • 电磁暂态稳定问题初步显现- 电磁暂态失稳（ LVRT ）与高频振荡 • 系统快速控制能力大大增强，可控性增强 第5页 传统电力系统保护已不适用 • 电力电子装置短路后模型（电压/流源？依赖控 制）差别大 • 电力电子设备保护动作时间（几十微秒级甚至 更小）比现有保护动作时间短，保护配合困难 --线路保护动作慢，保护选择性实现难度大 --采用交流、直流断路器隔离故障的模式要变化 • 现有算法提取故障特征太慢（20ms 以上） • 现有保护装置的动作速度太慢-直流断路器？ 第6页 二、电能质量治理中的振荡问题 • 有源滤波装置内部的振荡问题 • 电能质量补偿装置与系统的振荡问题 --弱系统下的振荡问题 --与并联电容器的振荡问题 --补偿电压源型非线性负荷的振荡问题 • 多变流器并联运行的振荡问题 • 电能质量补偿装置与传统电机的振荡问题 第7页 有源滤波装置内部振荡问题 100
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