大规模互联电网低频振荡分析与控制方法综述

低频振荡已成为严重威胁互联电网安全稳定运行的突出问题。从第1次提出低频振荡的概念到目前为止,涌现了许多新的和改进的分析方法去解决这个问题。现阶段,广域测量系统的出现又为更好地在线监视低频振荡提供了新的技术手段。从振荡机制、分析方法和防控措施等几个方面较为系统地总结了低频振荡研究领域的方法和成果。鉴于目前电网发展迅速,低...     

基于环境激励的低频振荡分析方法综述

在大型区域互联电网中,低频振荡已成为影响系统的广域安全稳定运行的重大问题。随着广域相量测量系统WAMS的投入,低频振荡的在线分析成为可能。通过在线模式辨识可以实现低频振荡在线监测以及施加适当的阻尼控制。本文主要讨论基于环境激励的低频振荡在线分析方法,对这类方法的原理、特点、应用做了系统的阐述,并探讨存在的问题和进一步研究的方向。     

特高压联网区域实时小干扰稳定分析策略

基于特征值分析法、并行计算技术和低频振荡在线辨识技术,提出一种互联电网小干扰稳定实时分析策略。传统的特征值分析法存在缺根和计算速度慢的缺点,无法达到小干扰稳定分析实时应用的需求;随着广域测量系统的发展,模态辨识方法被用来在线监测电网的低频振荡,但是该方法提供的结果信息有限。所提出的实时小干扰分析方法将低频振荡在线辨识和特征值计算相结合,有效利用广域测量系统提供的辨识结果,进行深度小干扰稳定分析,能准确、全面地实时评估电力系统小干扰稳定情况,为调度人员及时地采取有效抑制振荡的控制措施提供依据。特高压联网区域的实际算例计算,验证了该方法的准确性和有效性。     

电力系统低频振荡的机理研究和主要分析方法

在电力系统互联规模不断扩大、电网运行越来越接近稳定极限的情况下,低频振荡发生的风险越来越大,严重威胁着电网的安全稳定运行,对低频振荡的分析与控制已成为电力系统稳定研究中的重点课题之一。本文从分析的角度对低频振荡问题进行探讨,深入分析目前低频振荡的各种已有的机理解释,系统阐述并比较了用于低频振荡研究的主要分析方法,讨论了当前机理研究的局限性并指出今后需要进一步研究的问题。     

互联电网低频振荡的相关问题及研究

综述了电力系统低频振荡发生的机理、分析方法、抑制措施及存在的相关问题;并提出建立基于广域测量系统(WAMS)的实时低频振荡监控系统,将频域分析法与Prony辨识法结合起来,在线分析系统的振荡模态;并首次提出将模态级数法用于互联电网“超低频振荡”的机理分析。     

互联电网低频振荡的相关问题及研究

综述了电力系统低频振荡发生的机理、分析方法、抑制措施及存在的相关问题;并提出建立基于广域测量系统(WAMS)的实时低频振荡监控系统,将频域分析法与Prony辨识法结合起来,在线分析系统的振荡模态;并首次提出将模态级数法用于互联电网"超低频振荡"的机理分析.     

计及模型定阶的低频振荡模式类噪声信号辨识

弱阻尼低频振荡是影响互联电网安全稳定运行的主要因素,但目前基于测量信息只能在振荡发生后进行告警,而不能预警.大量广域实测数据表明,因负荷的随机变化,电网内持续存在类似噪声信号的小幅波动.文中基于这种类噪声信号,采用自回归滑动平均(ARMA)法进行低频振荡模式辨识,从而实现电网正常运行状态下的动态稳定性预警.模型定阶是利用ARMA法进行振荡模式辨识的关键步骤,直接关系到结果的准确性.在分析比较各种定阶准则优缺点的基础上,选用贝叶斯准则(BIC)确定ARMA模型阶数,进一步面向在线实际应用,采用ARMA(2n,2n-1)建模方案提高辨识速度.最后,将该方法用于对36节点系统仿真数据和南方电网实测类噪声信号进行处理,辨识结果说明了该方法的有效性.     

广域系统低频振荡多扰动的稳定域机理

由于系统扰动和操作的特性,广域系统中的低频振荡总是呈现出多重扰动现象,给传统的稳定性分析方法带来了一定的挑战。针对该现象提出了断面潮流分析模型,以该模型为基础给出了求取广域系统能量函数、稳定域的实用方法和利用该理论分析低频振荡多重扰动机理的流程。该方法能够进行广域大系统的实时在线安全评估和预警,若在此基础上施加相应的控制策略,可大大提升系统的能控能观性,从而能进一步保证系统的安全、可靠、经济和高效运行。可有效减少由于电网稳定性破坏导致的大面积停电事故,形成安全、可靠的现代电网。该方法尤其适用于省间、区域间电网在多重扰动后的稳定性分析。以四机两区域系统和华中电网作为算例,进行了大量的仿真分析。结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

影响互联电网阻尼特性因素的探讨

针对大型复杂电力系统互联电网的低频振荡问题 ,通过对东北、华北联网后电网动态特性的研究 ,分析了影响互联系统阻尼特性的主要因素 :发电机励磁控制系统、机组调速器和电网运行方式等 ,为今后联网工程的安全稳定运行提供参考     

电网低频振荡在线可视化监视的理论和实现

随着电网的互联,其引发的低频振荡成为危及电网安全运行的重要因素。论述了低频振荡的Prony算法和filter算法,提出一种有效的在线低频振荡算法和低频振荡可视化监视方法,即通过filter算法进行低频振荡起振筛选后,运用Prony算法进行详细数据分析;对分析出的低频振荡信息通过可视化的形式展示给运行人员。低频振荡可视化监视的广域相量测量系统主站向可视化监视系统提供实时数据,采用TCP协议,应用层采用命令帧、配置帧、数据帧和可扩展帧4种类型报文。现场测试结果表明所提出的算法和方法是有效的。     

电力系统小干扰稳定实时控制

提出小干扰稳定实时控制的概念,即在某种运行方式下,由于某种故障场景的诱因,小干扰稳定的预防控制措施已经失效,低频振荡已经发生时,基于控制措施(切机、切负荷)对运行方式进行调整,以有效抑制和平息振荡。首先比较了小干扰稳定实时控制和紧急控制的不同点,指出故障特征和事件特征的差异决定了小干扰实时控制的特殊性和可行性;小干扰稳定实时控制的核心是在线控制决策的生成,基于模态对运行方式和运行参数灵敏度,对控制措施和控制效果进行量化,以确定最优控制措施,包括控制地点的选择和控制量的确定。最后基于某大规模互联电网,在低阻尼模态已经起振时,通过小干扰稳定实时控制实时增加系统阻尼,有效地抑制了系统振荡模态。     

基于WAMS的南方电网低频振荡调度应对策略

南方电网区域间弱阻尼振荡已得到有效控制,但局部的以及机组原因引发的低频振荡问题仍然突出。探讨了调度运行中应对低频振荡的策略,从振荡前的预警预防和振荡发生后的紧急控制两个方面提出针对性应对措施。采用基于类噪声信号的模态参数辨识方法进行振荡前的预警预防,可摆脱对模型和参数的依赖,利用大量冗余数据提高结果可信度,在线监视区间模式和局部模式的阻尼比,实现对危险模式的预警预防。采用基于振荡能量的振荡源定位方法进行振荡事故紧急处置,可以在振荡发生后快速准确的找到振荡的起因,定位振荡源,指导调度员采取针对性的措施快速平息振荡。利用实际振荡事故说明了所提调度应对策略的流程,并验证了所提方法的有效性。     

利用联络线功率相对相位判定低频振荡模式

提出一种在线判定大规模电力系统低频振荡模式的新方法。将发电机的有功功率与转速表示为广义相量的形式,推导了两者相位之间的关系,通过一个简单算例阐明了联络线功率振荡增量的相对相位与振荡模式之间的关系,指出不同的振荡模式对应着不同的相位组合,从而可以通过考察相位组合来判定振荡模式。利用PSS/E分析澳大利亚东南部电力系统的小信号稳定性,验证了相位组合与模式之间的对应关系不随工况与模型详细程度而变化。给出了在实际系统中使用本方法的步骤,并对华东电网进行了验算。结果表明,所提出的方法能够在线判定低频振荡模式,对大规模电力系统低频振荡的监测是有价值的。     

基于能量变化率的电力系统低频振荡预警研究

电力系统低频振荡是影响电网安全稳定的重要问题,迅速发展的广域测量系统（WAMS）为低频振荡的预警研究提供了契机。文章从能量角度出发,详细分析了不平衡能量变化率与低频振荡幅度之间的关系,从而提出1种分析低频振荡的新方法。该方法能够简单快速地判断扰动是否会引起增幅低频振荡,并且及时给出预警。在四机两区域系统中进行仿真计算,结果验证了该方法的有效性。     

东北、华北和华东电网联网方案研究

研究了2015年我国东北、华北和华东三个大区电网的联网方案,针对不同联网方案下系统的低频振荡特性进行了分析和比较,证明了在系统中的主要大型发电厂配置电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)可以改善低频振荡的阻尼特性,并验证了所配置的PSS的有效性.文章还对系统负荷的阻尼特性进行了灵敏度分析,最后对各种交流和直流故障下系统的暂态稳定特性进行了研究.初步结果表明,将三个大区电网互联为一个大同步电网在技术上是可行的.     

含双馈风电场的互联电力系统虚拟惯量与虚拟阻尼协调控制方法

风电场的大规模接入会同时降低互联电力系统的相对惯性和阻尼,虚拟同步发电机(VSG)技术能够有效支撑电网频率,目前对VSG技术虚拟阻尼方面的研究成果较少。为了更有效地利用VSG虚拟阻尼,进一步提升高风电渗透率电力系统的稳定性,推导了VSG控制器参数与虚拟惯量、虚拟阻尼之间的数学关系,针对VSG虚拟惯量与虚拟阻尼调节存在的矛盾,提出一种结合系统主导振荡模式在线辨识和粒子群优化算法的VSG控制器参数协调控制策略。最后通过含双馈风电场的两区域互联电力系统仿真模型验证了所提控制策略的有效性,仿真结果表明所提控制策略可实现系统频率稳定性和功率稳定性的综合优化。     

电网宽频振荡实时监测技术方案

大量电力电子设备接入电网导致电网振荡频繁发生并使其逐步向宽频域振荡发展.首先,分析了广域测量系统监测技术在振荡监测存在的问题和局限,讨论了现有间谐波测量算法存在的不足,提出了电网宽频振荡实时监测技术方案.然后,论述了振荡实时监测的总体架构和关键技术,从高频采集及滤波、宽频信号分类处理分析、振荡告警及长录波、站域存储与分...     

直流附加阻尼控制对于改善大型互联电网稳定性的作用

特高压试验示范线路建成投运后,华中电网内部发生故障时有可能引起特高压线路发生低频振荡。电力系统稳定器等传统防止电力系统功率振荡的措施并不能有效抑制华中电网和华北电网间可能存在的超低频振荡现象。考虑到华中电网中交直流并联运行的特点,利用直流系统快速调节能力,采用直流附加阻尼控制方法,提出适用于华中-华北互联系统的控制策略,并基于PSASP仿真平台对华中电网内部各种典型的交流大扰动故障进行暂态稳定仿真研究。仿真结果表明直流附加阻尼控制能有效抑制特高压线路功率振荡,提高互联系统稳定性。     

判断有功功率振荡的检测方法探讨

介绍了根据发电机组有功功率振荡的性质和特点,一种能够准确可靠的判断振荡是否已经发生的方法。该方法对有功功率振荡能迅速做出正确判断,及时发出警告信号,提醒监控人员注意并采取相应措施,同时还能自动地对发电机组相关控制系统或控制方式进行切换．及时消除已发生的振荡,避免诱发区域电网低频振荡的异常发生,提升电网运行的安全稳定性。     

南方电网低频振荡控制策略探讨

南方电网是典型的（特）超高压、远距离、大容量、交直流混合运行的电网,安全稳定问题复杂,近年来低频振荡事故时有发生。研究南方电网的低频振荡控制策略具有十分重要的意义。文中总结了近年来南方电网各类低频振荡事故,介绍南方电网低频振荡事故处理原则和控制技术手段,采用特征值法分析南方电网丰大方式下的振荡模态,分析比较了调度员采用...