串联补偿线路SSR分析研究

随着我国电力系统的发展,串联电容补偿在输电系统的应用越来越广泛,但其引起的次同步谐振（SSR）问题也随之而来。针对输电网中串联电容补偿引发的次同步谐振,文章采用基于时域仿真实现的复转矩系数法分析了不同发电机出力以及不同串补度对系统次同步谐振的影响。仿真验证了故障情况下,较小串补度系统对次同步谐振的稳定性。     

特高压高补偿度串补线路潜供电弧特性研究

高补偿度串补在远距离大容量特高压输电线路中有广阔的发展前景,但串补输电线路发生单相接地故障产生的潜供电流包含高幅值低频分量,不利于电弧快速熄弧。针对此问题,文中基于串补输电线路产生潜供电弧的机理,采用ATP-EMTP电磁暂态程序建立特高压串补系统仿真模型,并分别研究采用小电阻短接故障相串补以及联动旁路串补措施对潜供电流、恢复电压的抑制效果。结果表明,潜供电流的衰减速度与串补被短接或旁路的时刻有关,在断路器跳闸前将串补短接或旁路,可加快电弧熄弧速度。该研究结果对特高压大容量远距离高补偿度串补输电线路的工程设计具有参考价值。     

基于MATLAB PSB串联电容补偿次同步谐振的仿真分析

讨论了电网结构改变时,具有串联电容补偿输电线路产生次同步谐振的问题。利用MATLAB（Matrix Laboratory）及其电力系统仿真软件PSB,对实际系统进行仿真研究,分析了串联电容补偿度、串联电容补偿安装位置及不同长度的输电线路采用串联电容补偿时与次同步谐振频率的关系。提出了防止串联电容补偿系统产生次同步谐振的对策。     

静止同步串联补偿器次同步谐振多模式阻尼控制器设计

在远距离内输电线路中串入固定电容器,可能会引起次同步谐振（SSR）,为此,在串补系统中使用了基于电压源换流器（VSC）的新一代串联补偿装置静止同步串联补偿器（SSSC）来替代部分固定电容器。首先分析了SSSC基本运行原理,通过对VSC输出电压幅值和相位的控制,使SSSC能够向线路中注入串联的容性电压,相当于提供了串联补偿电容。分析了不同容量SSSC的电气阻尼特性,针对SSSC原有控制抑制次同步谐振效果不佳的缺点,设计了SSSC次同步谐振多模式阻尼控制器。通过通带内低相移的扭振模式带通滤波器滤出系统每个扭振模式信号后再进行相位补偿,使SSSC能够在所有扭振频率附近提供正的电气阻尼。基于测试系统的频域和时域仿真结果表明,简单地增加SSSC的容量并不能有效地化解系统发生次同步谐振的风险,所设计的多模式阻尼控制器不仅能够阻止发电机和串补线路之间次同步谐振的产生,并且能有效地减小所需SSSC装置的容量。     

附加励磁阻尼控制(SEDC)技术的实验及仿真

为提高电网的输送能力,电力系统中大量采用了串联电容补偿技术,但串补设备投运后可能产生的次同步谐振(SSR)问题引起了广泛关注.附加励磁阻尼控制(SEDC)是抑制SSR的措施之一.从SEDC抑制效果及对常规励磁系统特性的影响等方面,对SEDC技术进行实验研究.并结合5001kV串补装置与上都电厂SEDC装置的联合调整试验,仿真研究了SEDC装置投运后电力系统的稳定特性.     

特高压高补偿度串补线路的潜供电流问题

在特高压线路上加装串补可以提高通道的输电能力,同时也使线路单相故障时的潜供电流存在高幅值的低频振荡现象,潜供电弧难以熄灭,对断路器单相重合闸不利。远距离特高压线路有加装更高补偿度串补的需求,使得串补对线路潜供电流及恢复电压的影响更加值得关注。目前一般采取线路保护联动旁路措施来抑制串补线路的潜供电流问题,但对于高补偿度串补其效果有待分析。另外,串补旁路前,高幅值的低频振荡电流流经线路高抗可能致其饱和,这使得潜供电流及恢复电压特性与将高抗视作线性元件时存在差别,现有研究对此未有涉及。分析了串补对特高压线路潜供电流及恢复电压问题的影响机制,基于典型系统条件仿真研究了提高串补度、高抗饱和对潜供电流及恢复电压的影响特性,并分析了联动旁路时间差异对抑制效果的影响。研究结果可为特高压远距离高补偿度串补线路的工程设计、设备选型提供参考。     

750kV输电线路串补补偿容量对工频过电压的影响

带串补装置线路的过电压计算对750k V输电线路的设计、绝缘配合和保护都有重要的意义。本文通过建立有串联补偿装置的750k V输电系统系统暂态过程模型,以西北某750k V输电线路为研究对象,计算了不同串补装置容量对线路空载容升过电压的影响;计算了不同地点发生单相接地时,串补装置容量对单相接地工频过电压的影响;计算了两相接地时,串补装置容量对两相接地工频过电压的影响;计算了不同串补容量时,单相接地时的潜供电流和恢复电压。通过计算发现,该线路串补装置补偿度变化对相连线路工频过电压影响很小,对自身线路各节点过电压有影响。     

超高压串联补偿输电线路的潜供电流

通过对一个具有典型串联和并联补偿方案的５００ＫＶ输电线路潜供电流的计算，讨论了串线路潜供电流与功率因数，串补度以及电弧电阻的关系。研究结果表明，有关补偿的超高民线路的潜供电流在单相重合闸动作之衫的时间范围内和无串联补偿的输电线路相比，有幅值较高的次谐波分量直接影响单相重合闸的成功与否。     

超高压串联补偿输电线路潜供电流仿真

相比于无串补的超高压输电线路,串联补偿超高压输电线路的潜供电流中含有低频率振荡分量。由于这些频率的存在,使得潜供电流的过零次数减少,不利于潜供电弧的自熄。建立了一个750kV超高压输电线路串补模型,并在Matlab中进行仿真分析。仿真结果表明,当线路发生单相接地故障,在线路保护启动断路器跳闸时,同时合闸故障相的旁路断路器,以旁路对应的串补电容,将会有效降低潜供电流,有利于提高单相重合闸的成功率。     

含串补的交直流输电系统次同步谐振抑制

以含串补的交直流混合输电系统为研究对象,通过在交流系统中采取有效措施削弱次同步谐振。首先用可控串联电容补偿器(thyristor-controlled series capacitor,TCSC)代替部分固定串补;然后进行TCSC主电路参数选择和基于相位补偿法的TCSC附加次同步阻尼控制器设计;最后用PSCAD/EMTDC软件进行仿真验证。结果表明,该策略可以提高系统阻尼,有效抑制系统的次同步谐振,改善系统的稳定性。     

基于GCSC抑制串补输电线路中次同步振荡的研究

含有串联补偿的电力系统中,在某些情况下有可能发生次同步谐振(SSR),损坏发电机轴系。运用Gate-Controlled Series Capacitors(GCSC)可以有效的抑制或消除次同步谐振。本文将基于IEEE Frist BenchmarkModel和轴系扭曲模型,运用过零检测装置控制GCSC的关断脉冲,从而改变串联补偿线路的等值电抗,破坏次同步谐振的发生条件,达到抑制次同步谐振的目的。并且运用Matlab Simulink仿真系统对轴系参数进行仿真对比,仿真结果表明在串补线路中运用GCSC可以有效地抑制次同步谐振。     

Mitigation of SSR by Subsynchronous Current Injection with VSC HVDC

The Voltage Source Converter based HVDC provides asynchronous interconnection between two AC systems. The use of VSC HVDC enables independent control of real and reactive power. Unlike conventional HVDC, the VSC HVDC does not cause Subsynchronous Resonance (SSR) when it is close to turbo-generators. The system strength of long ac transmission line can be enhanced by providing series compensation. However, there is a possibility of SSR interaction with turbine-generator due to the presence of the series capacitor in transmission line and may lead to shaft failure of the turbine-generator. The objective of this paper is to analyze the damping of subsynchronous resonance when the series compensated long AC line and VSC HVDC are originated from the same substation. A simple method for the extraction of subsynchronous component of line current using filter is proposed. The extracted subsynchronous frequency current is injected by the VSC HVDC converter close to the turbine-generator. This suppresses the subsynchronous current flowing through the generator and increases the damping of the system at critical torsional frequencies. This technique is termed as Subsynchronous Current Injection (SSCI). Subsynchronous current injector is designed using D–Q model of VSC HVDC. Genetic Algorithm (GA) is used for tuning the converter controllers and filter parameters. The results show the effectiveness of the proposed subsynchronous current injector in damping of SSR.     

An optimal controller for the suppression of subsynchronous resonance

This paper describes an investigation into the use of an optimal controller using state variable feedback to suppress subsynchronous resonance (SSR) of the 1072 MVA nuclear powered turbogenerators to be installed at the Koeberg power station. The results demonstrate that this controller is more successful as an SSR countermeasure than the use of series power filters or an auxiliary stabilizing signal to supplement the conventional automatic voltage regulator. Like the latter method, the optimal control scheme is hampered by the presence of a rotating diode exciter with its limited ceiling voltage and long field time constant, which together severely limit the control action; in addition the practical measurement and feedback of the state variables is complicated and difficult to implement. Moreover, a change in the capacitive compensation level (or any other system parameter) renders the optimal controller suboptimal and may require it to be redesigned to suit the new situation.     

NGH次同步谐振阻尼方案及其改进措施的研究

针对串联补偿系统次同步谐振的抑制及防止措施,对NGH次同步谐振阻尼方案作了详细的理论分析和仿真研究,并在此基础上对原NGH方案作进一步的改进,提出了带有次同步谐振检测和预触发功能的NGH方案。通过具体算例的仿真分析说明,NGH次同步谐振阻尼方案对提高暂态转矩稳定和有次同步谐振问题系统的稳定性是非常有效的。采用改进方案后,NGH控制在次同步谐振发生时能自动投入,比原方案更迅速有效地抑制振荡,在次同步谐振基本抑制后又能自动平滑地退出。     

典型FACTS元件抑制次同步谐振研究综述

由串联电容补偿引起的电力系统次同步谐振（SSR）是1种恶性事件,必须有效地加以抑制。FACTS技术是1种新型的、重要的抑制SSR的手段。在概要介绍次同步谐振的背景后,分别阐述各种典型FACTS元件抑制SSR的机理及性能,然后探讨FACTS元件用于抑制SSR时控制器的设计方法及相关问题,随后讨论用于分析FACTS元件抑制SSR的方法所具有的特点,最后对本课题的研究前景加以展望。     

TCSC次同步频率阻抗特性及其抑制SSR的参数设计

正确分析TCSC次同步频率阻抗特性是研究TCSC抑制次同步谐振（SSR）能力以及进行TCSC参数设计的重要基础。基于对TCSC次同步频率阻抗模型的研究，绘制了三维频率阻抗图，分析了TCSC次同步频率阻抗特性，特别提出了次同步谐振导通角的概念。基于内蒙古上都电厂串补输电线路模型，在满足工频基波阻抗调节特性的前提下，根据次同步频率阻抗特性研究了考虑TCSC自然抑制SSR时其主电路参数的设计原则。通过对上述系统各模态频率阻抗特性的综合分析，讨论了TCSC控制参数的选择方法。仿真结果证实了次同步频率阻抗特性分析结果的正确性。     

我国火电基地串补输电系统的次同步谐振问题

分析了不同装机容量和不同输送距离下火电基地的输电能力及其所需的固定串补配置，并采用特征值分析方法对串补可能引发的次同步谐振(sub-synchronons resonance，SSR)进行了评估。结果表明，当火电基地装机容量大于2 000 MW，输送距离在400 km以上，串补度在30%~50%时，将面临不同程度的SSR威胁。装机容量愈大，输电距离愈长，要求串补度愈高，SSR的危害愈严重。     

电力系统次同步谐振抑制措施综述

在远距离大容量的输电线路中加入串补电容可以提高系统的输送能力,但是会出现次同步谐振问题,危及发电机组轴系安全和电力系统的稳定。阐述了次同步谐振问题产生的机理及现有的抑制措施。并对工程实际中常用的几种抑制措施的原理、功能及经济性进行了分析和比较,指出了各种措施的优缺点。最后根据经济技术比较的结果,给出了具有较好应用前景的抑制方案。     

基于MATLAB的SVC抑制SSR仿真研究

当串联补偿输电网络形成的电气谐振回路的固有频率与汽轮发电机轴系扭振固有频率互补时,可能会引起次同步谐振(SSR,Sub Synchronous Resonance)问题.本文主要介绍了由串补电容引起的SSR的机理和静止无功补偿器(SVC)抑制SSR的基本工作原理;提出了一种分模态阻尼控制器的控制方法,并基于MATLAB...     

高压直流输电次同步振荡时域仿真分析与控制

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。高压直流输电由于其闭环控制的影响,也会使系统产生次同步振荡现象。因此研究高压直流次同步振荡及其抑制措施问题具有重要的意义。以CIGRE高压直流输电模型为基础,结合IEEE第一谐振模型,搭建高压直流输电系统,然后对其发电机电磁转矩、各轴段扭矩进行分析。最后通过相位补偿原理设计SSDC进行抑制次同步振荡。