采用改进的NGH次同步谐振阻尼方法抑制次同步谐振

提出一种改进的NGH次同步谐振(SSR)阻尼方案,以IEEE第一基准模型为研究对象,对采用该改进方案来抑制不稳定的扭振做了仿真分析.改进的NGH方案在Narain G.Hingorani发明的原方案上增加了SSR检测和预触发功能.改进方案的基本原理以及原方案的基本概念在文中作了描述.电磁暂态计算程序EMTP用来仿真原NGH方案和改进NGH方案的阻尼效果.仿真结果表明,改进方案在提高暂态转矩稳定和有次同步谐振问题系统的稳定性比原方案更有效.     

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。     

NGH 次同步谐振阻尼方案的研究及仿真分析

针对串联补偿系统次同步谐振（ＳＳＲ）问题的抑制及防止措施,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。在论述了ＮＧＨ次同步谐振阻尼方案基本原理的基础上,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提高有次同步谐振问题系统的稳定性是非常有效的。仿真分析采用电磁暂态计算程序ＥＭＴＰ。     

Damping torsional oscillations of nuclear generators by using firing delay angle modulation of HVDC schemes

The paper presents the results of hybrid simulation studies of HVDC firing delay angle (α) modulation as a countermeasure to subsynchronous resonance (SSR) torsional oscillations occurring in a nuclear generator interfaced to the rectifier terminals of an HVDC transmission scheme. SSR oscillations can be amplified owing to the negative damping introduced by the HVDC scheme. This report illustrates the α modulation scheme and presents hybrid simulator results to ascertain its effectiveness in damping the low frequency SSR oscillation due to HVDC system control interactions.     

电力系统稳定器抑制次同步谐振的效果

采用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统,研究了电力系统稳定器(PSS)对次同步谐振的抑制效果.根据励磁系统的相位滞后特性,对PSS的相位补偿环节进行设计,利用多个串联的超前滞后环节补偿低频段及次同步频段的相位,从而实现缓解次同步谐振的目的.通过频率扫描计算出发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,进而分析所设计的PSS对电气阻尼特性的影响,并分析了PSS放大倍数、相位补偿环节对阻尼特性的影响.此外,采用并联结构的PSS,对低频段和次同步频段的相位分别进行补偿,并研究此结构对电气阻尼特性的影响.结果表明,文中设计的这两种结构的PSS,均能大大减小系统谐振点附近的电气负阻尼,说明通过对励磁系统在次同步频段的相位滞后进行补偿,可以使PSS在提高低频振荡稳定性的同时,实现缓解次同步谐振的目的.     

抑制次同步谐振的并联结构PSS参数优化

采用测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统分析了传统的单通道电力系统稳定器(PSS)及多通道并联结构PSS抑制次同步谐振时存在的问题.根据励磁系统引起的相位滞后特性,结合转速偏差、电磁功率偏差与电磁转矩偏差间的矢量关系给出了PSS需提供的理想相位补偿特性的计算方法.选取低频段和次同步谐振频率点附近具有代表性的频率点,计算其理想相位补偿角,并以此为目标应用遗传算法对并联结构PSS的参数进行优化.利用所得优化结果设置并联结构PSS参数,并进行仿真分析.结果表明,优化参数后并联结构PSS的实际相位补偿特性在全频段跟理想相位补偿特性更接近,使得全频段电气阻尼特性有了整体性增强,最大限度地避免了系统低频振荡和次同步谐振的发生.     

应用静止无功补偿器抑制次同步谐振的仿真研究

针对华北地区某大型坑口电厂（A电厂）串联补偿送出系统次同步谐振（subsynchronousresonance,SSR）引发发电机组轴系扭振的问题,采用基于电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件（powersystemcom-puteraideddesignandelectricmagnetictransientinDCsystem,PSCAD／EMTDC）的时域仿真与频域仿真分析相结合的方法,通过大量的仿真计算,对静止无功补偿器（staticvarcompensator,SvC）抑制SSR的工作原理、控制策略及其影响因素等进行了系统的研究和验证。仿真结果与实际工程应用结果均表明,SVC能有效抑制SsR的发生。该方法可解决南方电网系统内交流串联补偿输电工程中的SSR问题。     

可控串联电容次同步谐振现象的动态模拟研究

以东北电网拟建的５００ｋＶ伊敏－冯屯交流电系统所需可控串联电容装置（ＴＣＳＣ）为研究目标,建立了相应的动态模拟装置,并利用负序电流激振法测量动模发电机组的自然谐振频率,在此基础上激发现罕见的次同步谐振（ＳＳＲ）现象,文章对ＳＳＲ现象发生的机理作了详细讨论,提出了ＴＣＳＣ“激振频带”概念。最后对ＴＣＳＣ系统中次同步谐振发散后ＭＯＶ行为进行了讨论。     

基于最优负载匹配WPT系统的最大效率跟踪

磁耦合谐振式无线电能传输MCR-WPT(magnetically-coupled resonant wireless power transfer)因其具有在中长距离传输较大电能的优势,获得较高的潜在应用价值.针对一类具有串-串结构等效电路的MCR-WPT系统,首先分析其传输效率,得出发射和接收回路同时处于相同频率的谐...     

Clarification of the SSR mitigation mechanism of a TCSC

A thyristor controlled series capacitor (TCSC) is considered to be effective not only for flow control and stabilization of power systems, but also for mitigation of subsynchronous resonance (SSR). This paper clarifies the SSR mitigation mechanism of a TCSC. First, using time simulations, we show that SSR appears and disappears depending on the firing angle of the TCSC. Next, we show that the frequency characteristics vary considerably with the firing angle. Further, we show that SSR occurs in TCSC-compensated systems as well as in conventional series-capacitor-compensated systems when 60 Hz minus the electrical resonance frequency of a transmission system coincides with the torsional oscillation frequency of a generator-turbine shaft. TCSC can avert SSR by changing the firing angle and by shifting the electrical resonance frequency. Next, we propose an equivalent circuit to TCSC which consists of a series capacitor in parallel with a resistor and a reactor. We adjust the parameters so that it shows the same frequency characteristics as TCSC. We apply it to time simulations to see if it is equivalent to TCSC. Finally, we perform an eigenvalue analysis on the equivalent circuit. We obtain results that correspond to the time simulations. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 31–39, 1997     

双馈风电机组静止坐标系下阻抗建模及次同步谐振抑制策略

为清楚分析双馈风力串补系统次同步谐振发生机理,建立了双馈风电机组静止坐标系下的阻抗模型。首先,将双馈风电机组同步旋转坐标系下阻抗模型转换为复矢量形式,通过频率变换得到其在两相静止坐标系下的频域阻抗模型。基于阻抗模型所代表的物理意义,采用等效RLC串联电路,分析了控制器参数及电网参数对并网系统等效阻抗及谐振频率的影响。分别从增大次同步频段阻尼和降低系统发生次同步谐振频率的角度出发,在转子侧控制器中同时引入了附加阻尼和虚拟感抗控制,分析表明该方法能有效地抑制次同步谐振。最后,通过仿真验证了所建模型及理论分析的正确性。     

TCSC次同步谐振阻尼控制器设计

输电线路采用串联电容补偿存在引起电力系统次同步谐振的危险,TCSC常用来解决这一问题。基于提升系统电气阻尼的思想,设计了TCSC附加阻尼控制器,该控制器针对分模态控制方法存在的不足进行了改进。基于IEEE SSR第一标准测试模型的分析表明改进后的控制器能将系统在几乎整个次同步频段内的电气阻尼提高为正,从而消除了该频段内的SSR危险。     

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振（SSR）的核心问题,即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题,提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制,可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流,进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩,达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性,进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题,数值仿真结果证实了其有效性。     

Investigation of SSR characteristics of unified power flow controller

The unified power flow controller (UPFC) is the most versatile flexible ac transmission system (FACTS) controller which can be used to control active and reactive power flows in a transmission line in addition to the bus voltage. The active series compensation is provided by injecting series reactive voltage. The voltage at the two ports of UPFC are regulated by control of shunt current and series real voltage. It also has several operating control modes such as voltage and power regulation, line impedance compensation, etc. This paper presents the analysis and study of sub-synchronous resonance (SSR) characteristics of UPFC. The various combination of operating modes of shunt and series converters are considered for investigating their effect on SSR characteristics.The analysis of SSR with UPFC is carried out based on frequency domain method, eigenvalue analysis and transient simulation. The frequency domain method considers D-Q model of UPFC for the computation of damping torque for quick check in determining torsional mode stability. The study is performed on IEEE First Benchmark Model (FBM).     

次同步谐振频率扫描法的电磁暂态仿真实现

频率扫描法是规划阶段分析串补系统是否存在次同步谐振风险快捷而有效的方法。借助PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件实现了频率扫描法。该实现方法具有技术门槛较低、所需输入数据低少、结果直观等优点,可以快速分析在不同运行工况下串补系统发生次同步谐振的可能性。     

一种综合频率扫描和复转矩系数的次同步谐振风险定量评估方法

针对串补输电系统的次同步谐振风险,提出了一种综合频率扫描和复转矩系数的定量评估方法。它首先利用阻抗–频率扫描获得串补输电网的简化等值模型及其参数;然后根据复转矩系数法推导出机组各扭振模式的阻尼显式表达式,兼顾了轴系机械阻尼和电气阻尼。实例研究表明:该方法与特征根分析法的结果一致,但它的原理简洁直观、计算量小,且为机网参数的显式函数,能对多模式SSR提供直接、精确和定量的阻尼结果,可应用于工程上多串补、多个电压等级复杂电网的SSR风险评估。     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振(SSR)问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器(SVC)次同步阻尼控制器(SSDC).首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火(GASA)算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性.结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行.     

成碧可控串补工程中阻尼控制试验分析

甘肃成县-碧口线220kV可控串补(thyristorcontrolledseriescompensator,TCSC)工程是我国第一个可控串补国产化示范工程,甘肃陇南地区电网为典型长线弱送端系统,系统稍有扰动或者增加机组出力,成碧线就会出现低频振荡。介绍了成碧系统采用电力系统稳定器(powersystemstabilizer,PSS)以及TCSC阻尼低频振荡的控制方案,系统试验结果表明,成碧线TCSC可有效抑制低频振荡,且TCSC和PSS之间可以实现协调配合。     

基于PSCAD的电力系统次同步谐振研究

次同步谐振（SSR）问题是由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组轴系扭振固有频率互补时（其和等于同步频率）引起的。主要研究了由串补电容引起的SSR的频域分析方法的验证与研究,用到的两种方法分别是电磁暂态时域仿真法（PSCAD／EMTDC）与基于时域仿真实现的复转矩系数法（测试信号法）。采用的技术路线为两步：首先在PSCAD／EMTDC平台上建立IEEE第一标准测试系统模型,然后在所建模型上,对所采用的频域分析方法——测试信号法和时域仿真法进行对比与校验。最后对次同步谐振的防治措施及对策做了简要介绍。     

含有STATCOM的电力系统次同步谐振研究

在超高压远距离输电系统中采用串联电容补偿后,在某种运行方式或补偿度的情况下,会发生电力系统的次同步谐振(SSR)现象。柔性交流输电技术在电力系统中有着广阔的应用前景,是近年来电力系统研究的前沿课题之一。而静止同步无功补偿器(STATCOM)是FACTS家族的重要成员,是并联型补偿装置的代表。采用扫频-复转矩法分析系统的次同步谐振,摒弃传统的PID控制策略,设计多目标控制算法实现对STATCOM装置的系统级控制,使其在进行无功补偿的同时可以阻尼电力系统次同步谐振现象,这就显得既有理论又有现实意义。