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。     

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。     

加装感应电机阻尼器的组合式次同步谐振抑制方案

附加励磁阻尼控制器(SEDC)作为一种造价较低的电力系统次同步谐振(SSR)抑制装置,已经应用于多个电力系统的实际工程.但是研究和实验表明,当系统受到大的扰动时,SEDC可能无法彻底抑制SSR的发生.为了弥补SEDC在暂态故障时阻尼不足的缺点,提出了一种组合式SSR抑制方案.通过SEDC的反馈控制持续地提供阻尼,抑制稳...     

上都电厂串补输电系统次同步谐振解方案研究

在深入分析次同步谐振(SSR)阻尼特性和故障风险的基础上,针对上都电厂二期工程面临的潜在SSR问题,重点研究了附加励磁阻尼控制(SEDC)和扭应力继电器(TSR)相结合的解决方案,采用特征值分析和电磁暂态时域仿真方法验算了方案的有效性.结果表明:SEDC能大幅度提高汽轮-发电机组3个扭振模态的阻尼,并在大多数运行方式下抑制可能引发的SSR.极少数运行方式下可通过TSR配合切机来解决SSR问题,以保证电网的稳定性和机组的安全性.采用SEDC控制与TSR保护相结合的方案解决上都电厂串补输电系统的SSR问题是切实、有效和经济的.     

TCSC次同步谐振附加阻尼控制器

针对晶闸管控制的串联补偿电容器(TCSC)无法彻底消除系统次同步谐振(SSR)的问题,基于相位补偿原理设计了TCSC的附加阻尼控制器.通过对发电机转速差信号进行适当的放大和移相,产生附加控制信号来调节TCSC的触发角,使TCSC能够在整个次同步频段提供正的电气阻尼来抑制次同步谐振.基于IEEE SSR第一标准测试系统的...     

上都电厂串补输电系统次同步谐振解决方案研究

在深入分析次同步谐振（SSR）阻尼特性和故障风险的基础上,针对上都电厂二期工程面临的潜在SSR问题,重点研究了附加励磁阻尼控制（SEDC）和扭应力继电器（TSR）相结合的解决方案,采用特征值分析和电磁暂态时域仿真方法验算了方案的有效性。结果表明：SEDC能大幅度提高汽轮一发电机组3个扭振模态的阻尼,并在大多数运行方式下抑制可能引发的SSR,极少数运行方式下可通过TSR配合切机来解决SSR问题,以保证电网的稳定性和机组的安全性。采用SEDC控制与TSR保护相结合的方案解决上都电厂串补输电系统的SSR问题是切实、有效和经济的。     

利用TCR抑制发电机次同步谐振的仿真研究

为研究用晶闸管控制的电抗器(TCR)抑制次同步谐振(SSR)的原理及其控制,采用电气阻尼分析及时域仿真验证相结合的方法分析了TCR抑制SSR的基本原理,并在此基础上提出了TCR相应的控制器结构—比例型控制器。采用时域仿真实现的复转矩系数法—测试信号法,以IEEE次同步谐振第一测试系统为例,建立了SVC的真实时域仿真模型及比例型控制器模型,分析了在比例型控制器的控制下,TCR对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响,同时考虑了TCR容量的变化对机组阻尼转矩系数的影响。最后通过时域仿真对所得结果进行的验证表明,采用比例型控制器的TCR可以大大提高谐振点附近电气阻尼,从而有效地缓解SSR。     

TCSC对电力系统次同步谐振的影响

以IEEE次同步谐振第1标准模型为研究对象,采用扫频和时域仿真相结合的复转矩系数法,从系统阻尼特性的角度分析了系统发生SSR的危险性,并用时域仿真法验证了该方法的正确性.在系统中加入TCSC,通过对电气阻尼特性的深入研究,发现在一定的条件下,TCSC使系统的电气谐振点发生了偏移,从而破坏系统发生SSR的条件;但是TCSC运行在较小导通角时,可能引起系统负阻尼频带加宽的现象,从而引起系统的次同步振荡,并通过时域仿真验证了该现象的危险性.讨论了TCSC的参数设计原则,使TCSC能够最大限度地提高对SSR的抑制能力.     

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。     

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.     

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     

Sub-Synchronous Resonance damping via Doubly Fed Induction Generator

Interests of low frequency oscillation damping with the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) has been increased recently. In addition, it is widely accepted that, the Sub-Synchronous Resonance (SSR) is another unfavorable dynamical phenomenon in power systems. In this study, the implementation of the DFIG in SSR mitigation will be investigated. The IEEE second benchmark model aggregated with a DFIG based wind farm is employed as the case study. Two different control methodologies are proposed: a Fuzzy Logic Damping Controller (FLDC) and a conventional damping controller (CDC) that are added to the main control loop of the DFIG in order to damp the SSR. To validate the results of SSR suppression via DFIG, several case studies are introduced based on changing the operation point of the system and duration of the fault. It has been shown that the DFIG can damp the SSR through both proposed methodologies, but when the system operating point or fault duration is changed, the FLDC can present a cost-effective solution for SSR damping. The Fast Fourier Transform (FFT), simulation results, and a method based on performance index (PI) are conducted to compare two controllers through various cases in Matlab.     

统一潮流控制器附加阻尼抑制次同步谐振的理论与仿真

随着串联电容补偿输电的推广应用,中国电力系统面临着严峻的次同步谐振(SSR)问题。针对SSR问题,文中基于采用电流控制模式的统一潮流控制器(UPFC),提出了一种UPFC附加阻尼控制抑制SSR的方法;首先选择了附加阻尼控制信号接入UPFC控制器的位置,然后设计了UPFC附加次同步阻尼控制器(SSDC),并推导了其抑制系统SSR的机理,且所设计的SSDC采用了模态分离控制以达到抑制多模态SSR的目的。最后,综合利用复转矩系数和时域仿真的方法,对所设计的UPFC装置SSDC抑制SSR的有效性进行了分析和仿真。结果表明,所设计的SSDC在有效抑制SSR的同时,不会影响系统和UPFC装置的正常运行。     

Analysis of subsynchronous resonance with generalized unified power flow controller

The Generalized Unified Power Flow Controller (GUPFC) is one of the most versatile flexible ac transmission system (FACTS) controllers which controls the active and reactive power flows in multiple transmission lines originating from a substation while controlling the sending end bus voltage. The sending end bus voltage is regulated by control of shunt reactive current while the active and reactive power flows in the transmission line are regulated by series injected voltages. This paper reports the analysis and study of Subsynchronous Resonance (SSR) characteristics of hybrid compensated system with GUPFC. The various operating mode combinations of series and shunt converters are considered to investigate their effect on SSR characteristics. The methods of analysis of SSR with GUPFC is based on the evaluation of damping torque, eigenvalues of the system and transient simulation. The computation of damping torque considers D–Q model of GUPFC to determine the torsional mode stability. The study is performed on a system adapted from IEEE Second Benchmark Model (SBM). The results demonstrate the effectiveness of series real injected voltage in mitigating the SSR.     

应用静止无功补偿器抑制发电机次同步振荡的研究

文章针对静止无功补偿器（SVC）在抑制次同步振荡（SSR）方面的应用进行研究,对串联补偿电路中次同步振荡的产生机理进行了分析,对SVC抑制SSR的基本工作原理、控制策略进行了总结。在IEEE次同步振荡第一基准测试模型的基础上,建立了SVC的真实时域仿真模型,通过时域仿真验证了SVC在抑制SSR方面的有效性。     

托克托电厂串补送出方案次同步谐振问题的计算和分析

采用计算电气阻尼频率特性与时域仿真相结合的方法,对托克托电厂四期串补送出的次同步谐振问题进行了全面、深入的计算和分析。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;计算出使次同步谐振不发散所需要的最小发电机机械阻尼,并与已知的发电机机械阻尼作比较,判断不同串补度和运行工况下托克托电厂四期串补送出的次同步谐振稳定性;采用PSCAD/EMTDC,基于发电机组轴系的多刚体模型进行时域仿真,验证已得到的结果并对采用电气阻尼频率特性无法研究的问题作进一步的分析。计算分析所得结果对托克托电厂四期串补送出方案设计具有指导作用。     

风火电组合外送系统中风电改善火电机组SSR的研究

大型煤炭基地电力与风电基地电力的组合外送在中国具有现实需求。外送通道中一般需加装串联补偿装置,以提升风火电组合外送能力,但可能导致送端火电机组发生次同步谐振（sub-synchronous resonance, SSR）。为此,基于加入风电系统的IEEE SSR第一标准测试模型,采用时域仿真及Prony阻尼比辨识法,定量分析风电场接入对其近端火电机组SSR特性的影响;并根据相位补偿原理设计风电机组附加阻尼控制器,通过动态调节风电机组的无功出力,在次频域内提供电气正阻尼,以消除SSR。此时,由于双馈风电机组采用有功、无功解耦控制,风电机组的有功出力基本不受影响。仿真结果表明,该方法能改善经串联补偿外送的大容量风火电组合系统动态特性,提高大规模风电跨区消纳能力。