《电工技术学报》“电力系统低频振荡与次同步振荡”专题征稿启事

正低频振荡与次同步振荡是电力系统的经典问题之一,随着同步电网规模的扩大、带串联补偿输电线路和柔性输电技术的大范围应用以及大规模新能源的接入电网,目前低频振荡与次同步振荡问题仍然是迫切需要解决的重要工程问题,且这两方面的问题又呈现出新的特征。为了展示国内外在此领域的最新研究成     

“电力系统低频振荡与次同步振荡”专题特约主编寄语

<正>低频振荡与次同步振荡是电力系统的经典问题之一,随着同步电网规模的扩大、固定串联电容补偿输电技术和柔性交流输电技术的大范围应用以及大规模新能源接入电网,目前低频振荡与次同步振荡问题仍然是迫切需要解决的重大工程问题,而且这两方面的问题又呈现出新的特征。总体上看,对于低频振荡与次同步振荡问题,不管是在理论上还是在工程实践上,都还没有完全解决。主要表现在四个方面:1物理机理上的挑战;2分析方法上的挑战;3实时监测上的     

双馈风电机组并网次同步振荡研究

首先基于次同步振荡理论,研究了双馈风电机组在弱电网并网情况下的机组脱网问题。研究发现,输电线路的串补投入和变流器控制策略对低频振荡敏感的因素导致了次同步振荡的发生;然后提出一种在网侧变流器中加入带阻尼特性的特定滤波器策略,该策略能够有效抑制风电机组与电网之间的振荡;最后,仿真结果验证了该方法的有效性。     

华东电网次同步振荡特性研究

针对华东电网可能产生的次同步振荡（ＳＳＯ）问题,利用机组作用系数法（ＵＩＦ）研究了三峡直流输电对华东电网次同步振荡的影响,研究表明,直流输电线路与华东电网内发电机组的相互作用很弱,不会引起华东电网我内的发电机组的次同步振荡。利用频率扫描分析法研究了由阳城至淮阴串联补偿线路引起的次同步谐振（ＳＳＲ）问题,研究表明,阳城电厂机组在次同步频率下有一电气谐振点,但阳城电厂机组不会发生异步发电机效应。     

水电机组经高压直流外送系统建模及多频段振荡模态分析

随着电网不断扩大与发展,电力系统出现了水电经高压直流输电系统外送的结构,为保障电网的安全稳定运行,有必要探索该系统是否存在多频段振荡风险。首先,文中建立了水电机组和高压直流输电2个系统的独立模型,并推导了其接口动态方程,进而建立了全系统状态空间模型,并验证了模型的正确性。在此模型基础上,采用特征根分析法对系统进行多频段振荡模态特征识别和影响分析。分析结果表明,外送系统存在超低频、低频、次同步振荡模态。其中,超低频振荡模态除了与水电机组调速器强相关以外,还与整流站定电流控制器弱相关,在高比例水电出力的场景易发生超低频振荡;低频振荡模态与锁相环强相关,锁相环控制参数在合理范围内变化,不会激发系统低频振荡模态;水电机组和高压直流输电系统间电气和多控制环节共同影响次同步振荡模态,当受端电网强度弱时,系统次同步振荡模态被激发,调整励磁增益和整流站/逆变站控制参数可以改善模态阻尼。     

±660kV直流输电工程投运后电网次同步振荡问题研究

介绍由直流输电引起的次同步振荡机理和次同步振荡问题的研究方法.利用机组作用系数法,对宁夏电网±660 kV直流输电工程投运后2011年冬季大负荷方式进行了次同步振荡风险计算,为直流投运后合理安排电网运行方式提供参考.     

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.     

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。     

一种基于振荡发散速率的次同步振荡风电场精准切机策略

大规模风电接入弱交流系统、经高压直流输电线路或带串联补偿的交流输电线路外送时可能诱发电力系统的次同步振荡,造成大量风机脱网及相关设备的损坏。针对该问题,通过监测联络线有功功率振荡波形,并引入一种简单有效的方法来辨识次同步振荡。采用指数函数对次同步振荡的振幅进行拟合,确定次同步振荡的振荡模式及发散速率,并设计了振荡发散速率与风电机组切除台数的对应关系。最终,提出了次同步振荡下风电场三轮切机策略。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明所提风电场切机策略能有效抑制次同步振荡,保障电网的安全稳定运行,并可在次同步振荡下最大程度保存风电机组,提升风电消纳能力。     

低频振荡约束下电网最大输电能力

为了提高输电网络的输电能力,提出了一种考虑低频振荡约束计算最大输电能力的模型和方法。应用Jacobi-Davidson方法求取系统状态矩阵的关键特征子集,将最小部分特征值的阻尼比大于指定阈值作为低频振荡约束条件,与传统最大输电能力最优模型结合,建立了考虑低频振荡的最大输电能力新模型。最后运用逐点线性化方法实现问题求解。试算了多个标准测试系统,并与不考虑低频振荡约束的电网最大输电能力比较,计算结果表明,该文所提出的模型及算法有效、可行。     

双馈式风电场抑制电网低频振荡的实时数字仿真仪实验

双馈式风电场与常规电站混合输电是未来大规模风电开发输送的主要模式,但这种输电模式整体稳定性可能较差。首先分析了常规电站与风电场混合输电模式下的低频振荡;然后分析了风电场阻尼常规电站低频振荡的可行性,提出了附加阻尼控制技术并制作了实验样机;最后通过实时数字仿真仪进行系统实时仿真建模(包括双馈发电机系统模型、同步发电机系统模型以及"风火打捆"系统模型),并与实验样机进行联调。联调实验结果表明,基于所提控制策略的实验样机可挖掘风电机群自身暂态有功调节能力以贡献电网阻尼,既能够增强电网阻尼,又能有效抑制电网出现低频振荡。     

时域和频域相结合的次同步振荡分析方法

电力系统中的次同步振荡是一类严重的系统稳定性问题,不但会使系统产生振荡现象,而且极易造成汽轮发电机组的大轴损毁。以往提出的基于系统线性化方程的小扰动分析方法不能考虑直流系统的非线性因素,而且在实际复杂系统中的应用非常困难。为解决上述问题,对复杂交、直流系统的次同步振荡特性做出准确和全面的分析,对以往提出的暂态力矩时域仿真计算方法及复转矩系数仿真求解方法进行拓展。以2008年贵州电网为例,采用时域与频域相结合的分析方法对这一复杂交直流混合输电系统的次同步振荡特性进行研究,确定该系统可能发生次同步振荡的运行方式。现在的电力系统结构日趋复杂,所提供的分析方法为今后复杂交、直流输电及含有FACTS(灵活交流输电系统)装置的输电系统的次同步振荡特性分析提供了参考。     

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。     

云广第一直流对云南大机组次同步振荡的分析

就±500kV云广第一直流输电系统对云南大机组是否产生次同步振荡的问题进行了评估分析,结论表明:±500kV云广第一直流不会对云南电网大机组产生次同步振荡。     

大规模风电引发次同步振荡机理及分析方法综述

大规模风电通过串补交流输电模式并入电网可以提高输电能力,但同时可能带来次同步振荡问题,引起风机脱网或设备损坏。风电并网引发次同步振荡的产生机理主要有感应发电机效应、次同步控制相互作用和次同步轴系扭振作用,其中次同步控制相互作用是风电并网特有的现象,机理尚不明确,需要深入研究;对风电次同步振荡问题的研究可以通过频率扫描分析法、小信号分析法和电磁暂态分析法,三种方法均基于系统控制微分方程的时域模型,三种方法的相互配合可以提高运行速度,得到更精确的结果。由于对风电机组的次同步振荡研究较少及风电并网的复杂性,对此课题的研究有极大的挑战性与创新性。     

电力系统低频振荡模式识别方法综述

由扰动引起的输电线路上0.1~2.0 Hz的功率振荡,称为低频振荡。随着电力技术的不断发展,低频振荡成为影响电网安全性和稳定性的重要问题。介绍了低频振荡的背景知识和一些基本概念;对低频振荡的产生机理进行了归纳总结并阐述和评价了国内外针对低频振荡现象所采用的识别方法,重点分析了信号分析方法;阐明对于低频振荡的研究需要进一步完善和加强。     

虚拟同步发电机对低频振荡的影响建模与特性分析

虚拟同步发电机(VSG)控制可模拟同步发电机(SG)的运行特性,帮助逆变电源克服惯量小、阻尼低的缺点,但VSG控制可能使逆变电源参与大电网机间或区域低频振荡。针对该问题,文中构建适用于电网低频振荡特性研究的VSG-SG互联系统小信号模型,并以此为基础,对比研究VSG和SG影响系统低频振荡模态的区别与联系,揭示VSG参与电网低频振荡的机理,辨析VSG各控制环节对低频振荡模态的影响力,分析不同类型VSG的低频振荡风险。最后,通过RT-LAB平台进行实验,验证了小信号模型分析的结果。     

电力系统低频振荡

由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在0.1-2.0 Hz之间,通常称之为低频振荡.随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用,电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注.低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性.介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法,并对以后的工作重点做了进一步的阐述.     

电力系统低频振荡

由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在0.1～2.0Hz之间,通常称之为低频振荡。随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用,电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注。低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性。介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法,并对以后的工作重点做了进一步的阐述。     

直驱风电场经VSC-HVDC并网系统的多频段振荡特性分析

风电、光伏经由高压直流(HVDC)并网外送已经成为可再生能源消纳的理想方案。对于直驱型永磁同步风力发电机组(D-PMSG)经柔性直流输电(VSC-HVDC)技术并网外送系统的多频段振荡(MBO)问题值得深入研究。首先分别建立D-PMSG与VSC-HVDC的动态模型,并推导两者之间的接口动态方程,进而得到D-PMSG经VSC-HVDC并网外送系统的完整动态模型。基于特征值分析法,发现系统存在低频、次/超同步、高频多频段振荡模式,而这些振荡模式不仅与换流控制器参数有关,还与VSC-HVDC受端电网短路比及直流输电线路参数密切相关。通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入研究分析VSC-HVDC受端电网短路比与直流输电线路参数对多频段振荡阻尼特性的影响。结果发现,从调度运行的角度出发,尤其应当监视可能引起短路比过低进而恶化强相关模式阻尼比的运行状态;直流输电线路参数对高频振荡模式影响较大,直流线路过短特别是柔直背靠背的情况应给予关注。