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。     

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.     

国华锦界电厂串补输电次同步谐振解决方案的研究

国华锦界电厂串补输电系统是典型的点对网远距离大容量输电模式,由于串联补偿度较高,次同步谐振（SSR）成为威胁电网稳定和机组安全的现实问题。本文以锦界电厂串补输电系统为对象,在深入分析其SSR阻尼特性和故障风险的基础上,重点研究了基于静止无功补偿器（SVC）的次同步谐振抑制方案,采用特征值分析和电磁暂态时域仿真方法详细验算了方案的有效性。     

抑制次同步谐振的串补方案仿真研究

针对IEEE次同步谐振第一标准测试系统,提出抑制次同步谐振的串补方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立可控串补及其控制仿真模型,仿真研究得到能抑制次同步谐振的可控串补和固定串补组合方案。采用测试信号法从系统电气阻尼特性角度对这些方案抑制次同步谐振的性能进行理论分析。结合可控串补成本费用,得出了能够较好地满足电网安全性和经济性要求的方案。     

次同步振荡中暂态能量流与电功率和阻尼转矩的关系

暂态能量流法是一种新的振荡分析方法,可用于多种振荡的扰动源定位和阻尼评估。文中进一步研究了其在次同步振荡中的物理意义。推导了暂态能量流与次同步功率、超同步功率之间的关系,暂态能量流的能流功率正比于超同步功率和次同步功率之差。在含串补的次同步谐振系统中,电阻可能消耗或产生暂态能量,产生暂态能量时即为负阻尼,电感和电容表现为零阻尼,但会通过改变线路电流而极大地影响电阻的阻尼特性。通过比较暂态能量流与电气子系统阻尼转矩系数,验证了上述推导的合理性。最后,在不同算例中的仿真结果验证了结论的有效性。     

基于暂态虚拟电阻VSG同步频率谐振抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟同步发电机运行外特性,提高了系统的惯性,成为解决分布式电源高渗透率问题的有效方案之一。然而考虑线路电感磁链的动态过程后,发现功率传输小信号模型存在频率为50 Hz的谐振峰,在线路电阻较小的情况下可能引发VSG的同步频率谐振现象,导致功率暂态过程中的振荡。基于同步频率谐振现象的产生原理,提出基于暂态虚拟电阻的阻尼控制策略来解决该谐振问题。最后通过搭建实验平台,验证了VSG的同步频率谐振现象及暂态虚拟电阻阻尼策略的有效性。     

附加励磁阻尼控制对励磁系统常规功能的影响

内蒙古上都电厂由于采用固定串补面临次同步谐振(SSR)威胁,通过技术经济论证,拟实施以附加励磁阻尼控制(SEDC)为核心的综合治理方案。SEDC属于励磁系统的附加控制,其控制输出与励磁系统常规控制输出叠加,在励磁电压上形成次同步频率分量,进而产生次同步频率阻尼电磁转矩以抑制SSR。分析并避免SEDC对励磁系统常规功能的影响是SEDC方案工程实施必须解决的基础问题。采用理论分析、仿真计算与现场实验相结合的方法进行研究,结果表明:合理设置SEDC限幅及增益,系统稳态、暂态下,SEDC均不会对励磁系统常规功能产生显著影响。     

神木电厂串补送出方案次同步谐振的计算分析

为评估神木电厂一期串补送出方案的次同步谐振(SSR)问题,采用电气阻尼频率特性计算与时域仿真相结合的方法,对该方案的SSR进行了全面、深入的计算和分析。首先采用基于时域仿真实现的复转矩系数法-测试信号法计算了不同串补度和运行工况下发电机组的电气阻尼频率特性;然后据此计算出使次同步谐振不发散所需的最小发电机机械阻尼,并与已知的发电机机械阻尼进行了比较,判断出不同串补度和运行工况下神木电厂一期串补送出方案的次同步谐振稳定性;最后采用PSCAD/EMTDC,基于发电机组轴系的多刚体模型进行了时域仿真,验证了已得到的结果。所得的计算分析结果对神木电厂一期串补送出方案的设计具有指导意义。     

多通道次同步附加阻尼控制器协调优化策略研究

为提高电力系统的小干扰稳定性,抑制系统中的次同步谐振,研究了多通道次同步附加阻尼控制器之间的协调优化策略。基于模态分离和相位补偿设计了多通道SEDC、TCSC-SSDC和HVDC-SSDC,在充分研究了所有次同步附加阻尼控制器的特点及其适应性的基础上,建立了修改后的IEEE SSR第一标准测试系统,以待改善谐振模式阻尼比最大化为优化目标建立优化模型。利用遗传算法对阻尼控制器参数进行协调优化,以得到能最大程度提高谐振模式阻尼的控制器参数。特征值计算和时域仿真结果表明,经过参数协调优化的多通道附加阻尼控制器能有效地抑制次同步谐振,改善了系统的小干扰稳定性。     

可控串联补偿装置的研究现状

可控串联补偿装置具有阻尼线路功率振荡、提高电力系统暂态稳定性、抑制次同步谐振等多种功能。对TCSC装置的各种控制策略和研究成果进行分类归纳并分析相关问题。     

SSR countermeasure impact on system induction-generator effect

Generalized transmission parameter equations are derived for the induction-generator (IG)-effect constraints on a system to which subsynchronous resonance (SSR) countermeasures of the active type are applied to control a torsional instability at a frequency that coincides with or is close to the synchronous complement of the electrical resonance frequency. The presence of the phenomenon under varying transmission topologies is analyzed, for typical system data, in a study carried out for two leading SSR remedial concepts: the dynamic stabilizer and the NGH scheme. IG-control by modulation phase angle in the stabilizer case and by a discrete capacitor discharge in the NGH scheme is postulated and analyzed     

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。     

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。     

大扰动下次同步谐振仿真分析的模型改进及应用

结合实际工程需求及实践经验,对次同步谐振(sub synchronous resonance,SSR)仿真研究几个重要方面,即机组轴系、串补及附加励磁阻尼控制(supplementary excitation damping control,SEDC)建模和RTDS仿真进行了精细化研究,使其适用于大扰动时的SSR模式稳定性、暂态扭矩和疲劳损耗的精确分析。将改进仿真方法应用于实际串补输电工程,通过上都电厂送出系统一次短路故障情况下SSR事件的仿真分析,并与实际结果进行对比,验证了所述方法在实际工程SSR分析中的适用性、准确性和有效性。SSR仿真与实际大扰动事件对比分析在国内外应属首次,具有重要的参考价值。     

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     

大规模双馈风电场次同步谐振的分析与抑制

已有的运行经验表明,风电场接入含有固定串补的系统时,存在诱发次同步谐振(SSR)的风险.因此,有必要对风电场发生SSR现象的机理做深入分析,以便提出相应的抑制措施.文中首先根据国内某地区风电场的实际参数建立了应用于SSR分析的等值模型,通过仿真呈现了该模型发生SSR的情形;然后,利用特征值法分析了风速、并网风力发电机台数以及双馈感应发电机(DFIG)控制参数等对系统SSR频率和阻尼特性的影响;并进一步推导了等值模型用于SSR分析的等效电路,详细分析了风速、发电机台数和DFIG控制参数等影响SSR特性的机理;综合所有的分析指出,风电场的SSR现象与轴系扭振无关,是一种特殊的电气谐振.最后,提出了抑制风电场SSR的方案,并通过仿真和特征值分析进行了验证.     

110kV大侣智能变电站自动化系统的设计与应用

本文对110kV大侣智能变电站自动化系统的设计方案进行了应用分析：①过程层采用SV＋GOOSE＋IEEE1588共网传输模式下的保护、控制、计量、录波配置方案;②采用不同原理的电子式互感器和常规互感器混合使用的线路、主变和母线差动保护应用方案;③通信时钟同步及主备切换方案;④智能变电站保护控制设备采用动态组播协议应用方...