电力系统的次同步振荡问题

随着我国互联电网规模的快速发展,尤其是(可控)串联补偿装置和高压直流输电的广泛应用,电力系统的次同步振荡问题已经变得比较突出.本文介绍了电力系统次同步振荡问题的起因与危害,回顾了国内外对次同步振荡问题的研究过程,阐述了次同步振荡所研究的感应发电机效应,轴系扭转振荡,暂态扭矩放大以及由其它电气装置(如电力系统稳定器PSS、静止无功补偿器SVC和HVDC等)引起的次同步振荡现象的主要内容,指出了需要进一步关注和研究的问题.     

FACTS装置对次同步振荡的抑制机理研究

交流灵活输电系统（Flexible AC Transmission System,FACTS）在电力系统中得到了越来越广泛的应用。由于FACTS装置的快速灵活调节性能,研究其抑制次同步振荡的机理具有重大的现实意义和工程应用价值。介绍了次同步振荡的基本原理,并详细阐述了常见FACTS装置对次同步振荡的抑制机理。     

非特征谐波引起的次同步振荡研究

次同步振荡（ＳＳＯ）是电力系统的一种动态不稳定现象,现电力系统地某一次同步频率,其模态阻尼为负,同系具有一与其相补的自然频率,就会引导机电相互 耦谐波引起的次同步振荡,指出可能发生次同振荡文章应用通信技术中调制理论分析研究了非特征谐波引起的次同步振荡,指出可能次同步振荡的频率范围,揭示了其机理。     

基于本地测量信号的TCSC抑制次同步振荡附加控制

越来越多的柔性交流输电系统（FACTS）装置应用于电网,成为可能的次同步振荡激发源,严重的次同步振荡将直接导致大型汽轮发电机组转子轴系的严重破坏,危及电力系统的安全运行。为了有效抑制次同步振荡,文中设计了基于测量阻抗提升系数（本地测量信号）的可控串联补偿（TCSC）控制次同步振荡方法,并通过建立包含火电机组的TCSC系...     

基于SC的光伏发电并网系统次同步振荡抑制方法

在“双碳”和“构建以新能源为主体的新型电力系统”目标推动下,高比例新能源并网将使电力系统振荡失稳加剧。综合考虑光伏电池、变换器、逆变器及同步调相机等电力系统各部分,建立了光伏发电并网系统的精确化整体模型;基于模式分析法探究同步调相机（SC）抑制电力系统次同步振荡方法,并通过IEEE次同步振荡第一标准型仿真验证该方法的正确性和可行性;最后,在Matlab软件平台进行仿真分析与验证。结果表明,所提方法能有效消除振荡,提升系统稳定性。     

无功补偿器抑制电力系统次同步振荡的研究

介绍了串补输电系统次同步振荡的产生机理和抑制电力系统次同步振荡的常用措施。分析了静止无功补偿器（SVC）抑制次同步振荡的基本原理,并进行了控制器的设计。基于次同步振荡研究的IEEE第一标准模型,利用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC,对该模型分别在不安装SVC和安装SVC时进行了时域仿真,得出了SVC抑制次...     

基于MSST-HT的次同步振荡参数辨识研究

次同步振荡是在电力系统运行平衡点受到扰动后产生的一种异常电磁及机械振荡现象。针对希尔伯特黄变换在次同步振荡分量提取时存在噪声干扰和模态混叠问题，提出一种适用于次同步振荡参数辨识的多重同步压缩变换（MSST）和希尔伯特变换结合的方法。该方法在傅里叶同步压缩变换基础上，对次同步振荡信号时频谱进行多次同步压缩，以此来提高信号时频分布的重构精度和能量聚集程度。通过仿真并结合实际工程录波数据进行验证，首先使用多重同步压缩变换方法对信号进行时频分析，得到信号时频图，然后用多重同步压缩变换变换逆变换分解重构出各个模态分量，最后用希尔伯特变换对提取出来的单个模态分量进行参数辨识，识别其频率、阻尼比、衰减因子等主要参数。仿真结果表明，相比于短时傅里叶变换（STFT）、同步提取变换（SET）和傅里叶同步挤压变换（FSST），MSST能够提高信号时频分布的能量聚集程度和重构精度，能够实现多分量的次同步振荡模态分解。实际数据结果表明该方法能有效克服噪声干扰和模态混叠问题，准确辨识次同步震荡参数，对电力系统安全稳定运行具有一定的参考意义。     

新能源电力系统次同步振荡问题研究综述

随着风力发电等新能源并网容量的增加,大功率电力电子技术的广泛采用,以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成,由此引发的次同步振荡新问题不断凸显,次同步振荡的概念和内涵不断延伸,它们的起因、表现形式、影响程度、监测和抑制方法等诸多错综复杂的问题再一次引起世界范围的广泛重视。本文首先总结新能源电力系统次同步振荡的基本问题与发展态势,并剖析我国次同步振荡问题的特点与表现,最后提出当前次同步振荡研究中的新问题,以及在抑制技术等方面面临的挑战与应对措施,以期推动我国次同步振荡问题的研究。     

相量测量单元实现次同步振荡在线辨识和告警的探讨

为了及时发现电力系统中的次同步振荡,采取措施保障机组安全和电力系统稳定运行,结合同步相量测量的算法原理分析了次同步振荡对相量测量单元(PMU)测量结果的影响;针对IEEE Std C37.118—2011标准对于同步相量测量提出的新要求,分析了遵循新标准的PMU测得的同步相量数据应用于主站次同步振荡监测时存在的问题,并指出了在主站实现次同步振荡分析的局限性;在此基础上提出在PMU装置上实现次同步振荡在线辨识和告警的方法,通过仿真试验验证了方法的可行性。     

电力系统低频振荡和次同步振荡统一模型阻尼分析

电力系统低频振荡和次同步振荡可能存在阻尼耦合,电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)等控制装置的加入在抑制低频振荡的基础上,会引发系统次同步振荡。从系统阻尼出发,运用小干扰分析法．对低频振荡和次同步振荡实施统一建模,并分析系统的阻尼变化规律。对算例运用特征根分析法．分析比较了PSS、励磁放大倍数以及发电机出力和功率因数等参数变化对系统各振荡模式阻尼的影响。结果表明系统阻尼守恒,且低频振荡与次同步振荡不可共容;在调节以上参数时须考虑对低频振荡和次同步振荡的双重影响。     

电力系统次同步振荡分量的快速在线检测算法

电力电子装置及串联补偿装置的大量应用使得电力系统次同步振荡现象越来越普遍。针对这一问题,文中给出一种次同步振荡分量的快速提取方法,可有效抑制工频分量、谐波分量和噪声对次同步振荡分量测量的影响。该方法具有计算量小和响应速度快的优点,可实现在线测量分析。在此基础上,给出了电力系统次同步振荡分量的频率(模态)、幅值、相位的在线计算方法和抑制次同步振荡分量对工频量测影响的方法。仿真算例和实际算例验证了所述方法的有效性。     

风电参与的电力系统次同步振荡机理研究综述和展望

风电参与的新型次同步振荡事故频发,严重影响了新能源电力系统的安全稳定运行。结合次同步振荡所对应的数学动力学模型、轨线特征,分析归纳风电参与的电力系统次同步振荡的机理分类,即负阻尼振荡、强迫振荡、切换型振荡和其他复杂振荡,并从参数变化角度给出对应的分岔类型;进一步地,基于上述风电参与的新型次同步振荡机理分类,分别阐述对应上述机理的分析方法研究现状;最后,针对目前研究较少的风电参与的切换型次同步振荡,从分段光滑模型及其动力学机理、非光滑分岔分析方法、物理特性、实测验证等角度,给出其研究展望。     

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。     

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。     

直流输电次同步振荡的早期判断

介绍了高压直流输电给电力系统产生次同步振荡的原因及研究次同步振荡方法，并给出了对次同步振荡进行早期判断的实例。     

电力系统次同步振荡基本理论与抑制措施

阐述了汽轮发电机组轴系数学模型以及电力系统次同步振荡的产生机理。并根据现阶段的研究状况,总结了电力系统次同步振荡的抑制措施。     

基于测试信号法的电力系统次同步振荡分析

介绍了电力系统次同步振荡的基本原理、产生机理及次同步振荡的常用分析方法。利用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对用于次同步振荡研究的IEEE第一标准模型进行时域仿真,并利用测试信号法计算出了系统的电气阻尼转矩系数,根据该系数可知含有串联补偿电容的电力系统发生了次同步振荡失稳。     

电力系统稳定器对次同步振荡的影响及其机制研究

采用测试信号法,在普通交流系统、含静止无功补偿（static var compensator,SVC）的系统、含可控串联补偿（thyristor controlled series capacitor,TCSC）的系统中,研究速度反馈型（以△ω为输入）和功率反馈型（以-△Pe为输入）电力系统稳定器（power system stabilizer,PSS）对次同步振荡阻尼特性的影响规律,得到速度反馈型PSS对次同步振荡影响较大,而功率反馈型PSS对次同步振荡几乎没有影响的结论;从PSS输入信号、相位补偿特性及PSS增益3个角度研究PSS对次同步振荡产生影响的机制：引入“次同步振荡响应比”的概念分析△ω和△Pe的动态响应,并通过频域分析研究相位补偿环节的补偿特性及放大增益的影响。结果表明,速度反馈信号中次同步分量较大以及超前环节对次同步频率信号的放大作用是导致速度反馈型PSS对次同步振荡影响较大的主要原因。     

统一潮流控制器(UPFC)对次同步振荡的影响及抑制策略

FACTS等快速控制装置在一定条件下可能激发电力系统的次同步振荡问题,导致发电机轴系失稳,造成重大事故,危害电力系统的安全稳定运行。UPFC作为一种新型FACTS元件,虽然能实现母线电压控制和线路有功、无功功率的调节,但对次同步振荡影响的研究较少。同时,目前的UPFC阻尼控制器多针对低频振荡模态。故在搭建UPFC模型的基础上,运用测试信号法,研究了系统运行参数和UPFC电压有功控制等对次同步振荡的影响,并设计了相应的UPFC附加阻尼控制器。在IEEE第二标准测试系统上的计算机仿真说明,该控制器能有效提高多个扭振模态的电气阻尼,抑制系统的次同步振荡。     

风-光伏混合电场并网对电力系统次同步振荡的影响北大核心CSCD

本文研究了风-光伏混合电场接入对电力系统次同步振荡模式的影响:首先建立了风-光伏混合电场并网电力系统的数学模型,并结合算例系统分析了风-光伏混合电场中风速、光照强度、输出有功功率、风/光功率比、DC/DC换流器MPPT控制参数、网侧换流器d轴和q轴电流内环控制参数、滤波线路电感、锁相环控制参数等参数变化时系统中主要振荡模式变化的轨迹。研究表明风-光伏混合电场接入不直接参与系统中与同步发电机轴系相关的次同步振荡模式,但参数变化可能导致与风-光伏混合电场相关的次同步振荡模式失稳。而在风-光伏混合电场网侧换流器附加阻尼控制器可以提升系统阻尼,抑制次同步振荡。模态分析和非线性仿真结果验证了阻尼控制器的效果。