超低频振荡中的区间联络线功率振荡现象及机理

超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,基于分区域等值的统一频率模型,仿真分析了超低频振荡中联络线功率振荡的现象和特征。然后,基于阻尼转矩理论定义了区域电网的综合频率调节效应系数,继而从线性系统稳态频率响应视角提出该现象的发生机理,并讨论了影响因素。研究表明,如果区域之间的综合频率调节效应系数存在差异,即使在超低频振荡达到稳态振荡后,也会导致区间联络线发生与超低频稳态振荡频率相同的功率振荡。最后,以实际电网算例进行了验证,并讨论了该现象可能存在的危害。     

抑制鄂赣电网联络线低频振荡的无功功率控制探讨

本文在分析了电力系统负荷分布和负荷功率因数变化对互联电网阻尼特性影响的基础上,分析了造成鄂赣电网联络线弱阻尼低频振荡的原因,进一步提出了对该联络线低频振荡的无功功率控制方法,计算分析结果表明,该方法可以在电网现存条件之基础上实现,并能有效地阻尼这一联络线低频振荡。     

联络线有功潮流对互联电网低频振荡阻尼的影响研究

近年来,大区互联电网中的低频振荡现象时有发生,严重危害电网的正常运行.通过推导两机互联系统的阻尼转矩表达式,从理论上分析了电网低频振荡阻尼的影响因素,重点研究了联络线有功潮流变化对系统阻尼的影响.对四机两区域系统模型和某大区互联电网进行仿真分析,结果表明影响该电网内联络线低频振荡的主要因素是联络线有功潮流的大小,与故障线路的有功潮流大小没有直接关系,同时得到该联络线上的有功潮流极限.     

直流功率调制在交直流系统中抑制低频振荡的研究

随着电网规模的不断扩大,高压直流输电在远距离、大容量的输电中具有明显优势,已成为电网的重要组成部分。该文以交直流多区域互联系统中区域间低频振荡问题为研究对象。以具有交直流并行联络线的四机两区域系统为模型,采用Prony分析法和时域仿真方法,利用直流功率调制技术对低频振荡现象进行研究。仿真表明,直流功率调制可以增强系统的阻尼,抑制电网区域间的功率振荡,而且可以提高交直互联系统的暂态稳定性。     

百色—兴义区域互联电网低频振荡模式分析及抑制措施

针对百色—兴义区域互联电网出现的低频振荡问题,利用特征值分析法分析了该区域互联电网的低频振荡模式,并计算出与低频振荡模式强相关的发电机组,最后提出了低频振荡的抑制措施,即在与低频振荡模式强相关的发电机组上配置电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)。计算结果表明,在与低频振荡模式强相关的发电机组上配置PSS可增强系统阻尼,从而有效抑制了百色—兴义区域互联电网低频振荡的发生。     

大区电网弱互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响

全国电网互联后系统中将普遍出现低频振荡现象。该文从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡。通过在强互联与弱互联系统中阻尼转矩的比较，揭示了弱互联系统中的区域联络线阻抗大幅度削弱系统阻尼的机理，随后相关结论在全国联网系统中得到了验证。文中的研究表明加强电网之间的联络是解决低频振荡问题的最根本的手段。最后，还介绍了阻尼矩阵的概念，并重新在两机系统上推导了其解析形式。文中通过对多机系统阻尼系数矩阵的分析还得知：在系统互联的情况下，考虑一个系统的电磁阻尼时，不仅要研究本系统的模型、参数，还要考虑联络线路阻抗以及参与互联的其他系统模型参数对本系统阻尼的影响。     

电网互联对山东电网内部低频振荡模式的影响

结合规划中的山东与华北电网互联工程，给出适合评估联网后原山东电网内部低频振荡模式变化趋势的方法。通过跟踪互联前后原系统中弱阻尼振荡模式，借助振荡模态图，分析低频振荡问题受联网影响的变化趋势。对联网后原山东电网内部低频振荡模式的变化，联络线交换功率对振荡模式的影响等问题进行计算分析，总结出电网互联对山东电网内部2类低频振荡模式影响的规律。     

采用可控串补技术解决华东-福建联网低频振荡问题

华东—福建联网后出现的低频振荡问题将威胁电网的安全稳定运行,为此,对联络线采用可控串补技术解决低频振荡问题作可行性研究。在分析2007年华东—福建联网低频振荡问题的基础上,对联络线采用可控串补进行方案设计。利用德国西门子公司开发研制的电力系统仿真软件NETOMAC,对华东—福建联络线采用固定串补方案和可控串补方案进行频域分析和时域分析研究。研究结果表明,采用可控串补方案可以很好地解决华东—福建电网互联后联络线上的低频振荡问题。     

Analysis and Control of Interval Tie Line Power Oscillations Based on Power Distribution Method

针对故障后区间联络线功率振荡的问题,结合动态稳定分析理论提出采用电网支路功率分布特性法分析发电机状态量对联络线功率振荡的影响,并制定相应的控制措施。根据故障后系统的网络情况,分析各电源出力对联络线支路传输功率的影响程度。运用矩阵束分析法对故障后联络线功率进行模态分析,识别系统主要互联振荡模式幅值,并基于上述分析提出根据联络线支路功率综合贡献因子调整故障后各区域发电机出力的方法抑制互联区域振荡。采用CEPRI8机36节点系统对该方法的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明,所述控制方法显著地提升了系统阻尼,能够抑制故障后系统的区间功率振荡。     

FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性分析

随着电力系统互联加强,风电并网容量的增加对电网的稳定运行影响越来越大。构建了以UPFC(Unified Power Flow Controller, UPFC)和SVC(Static Var Compensator, SVC)为代表的FACTS装置与含风电系统的数学模型。采用留数指标定位FACTS装置,设计了附加阻尼控制器(Additional Damping Controller, ADC)。基于IEEE 2区域4机互联系统,从特征根分析和时域仿真两个方面分析了FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性的影响。研究结果表明,加装附加阻尼控制器的FACTS装置能够维持母线电压以及发电机转速的稳定,增加互联系统联络线功率传输范围,抑制低频振荡引起的电网参数波动,改善了含风电电力系统的低频振荡特性。     

Interaction between phase shifting transformers installed in the tie-lines of interconnected power systems and automatic frequency controllers

FACTS devices like TCPAR can be used to regulate the power flow in tie-lines of interconnected power system. The transient state power flow occurring after power disturbances can be influenced by using TCPAR equipped with power regulator and frequency-based stabilizer. The analysis of a simple interconnected power system consisting of two power systems has shown that the control of TCPAR can force a good damping of both power swings and oscillations of local frequency. In the case of a larger interconnected power system consisting of more than two power systems, the influence of the control of TCPAR on damping can be more complicated. Strong damping of local frequency oscillations and power swings in one tie-line may cause larger oscillations in remote tie-lines and other systems. Hence the use of devices like TCPAR as tools for damping power swings and frequency oscillations in a large interconnected power system must be justified by detailed analysis of power system dynamics. In this paper, some results of time-domain simulations of a three-system area are presented. These results have proven that it is possible to obtain a good damping of tie-line power and frequency swings by optimizing the main parameters of TCPAR installed in tie-lines. The results have been confirmed by an eigenvalue analysis of linearized model of interconnected system consisting of three subsystems.     

2010年云南电网几个关键问题的研究

针对2010年云南电网将形成的大规模云电东送交直流混联输电断面,分析了云南电网及其大型互联输电断面的稳定运行与控制将面临的几个关键问题,指出急需开展云南电网及其交直流混联输电断面动态行为的特征与机理研究和基于广域信息的统一协调控制理论、方法及相关技术的研究,并探讨了具体的研究方向和研究内容.     

电力系统小干扰稳定安全评估的一般原则及其在贵州电网中的应用

互联电力系统的低频振荡问题日益突出,对实际电网开展及时、有效的小干扰稳定安全评估,深入掌握系统小干扰稳定特性具有十分重要的现实意义。针对相关研究系统性、规范性不足的问题,提出工程中小干扰稳定安全评估的一般原则,即有效性、典型性和可验性原则。将上述原则应用于贵州电网的小干扰稳定安全评估中,指出贵州电网的关键模式为云贵区域模式,分析了云贵区域模式受贵州外送功率、贵州500 kV线路接线、贵州机组电力系统稳定器参数影响的特性,提出通过现场测试调整电力系统稳定器参数,提高系统阻尼的建议。文中的研究可为现场开展小干扰稳定安全评估提供参考。     

全国电网互联系统频率特性及低频减载方案

目前我国已形成东北—华北(含山东)—华中(含川渝)跨区同步互联电网。采用电力系统暂态稳定时域仿真程序和自动低频减负荷方案设计了单机计算模型,全面分析和评价了各种联网或孤网运行模式下发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及各电网现有低频减载方案对2005—2007年电网频率安全运行的适应性。在此基础上提出了我国东北—华北—华中跨区互联电网统一协调的低频自动减负荷方案,该方案不但适用于各种联网模式,也适用于各种孤网模式。当受到5%~45%的不同功率缺额扰动时,互联电网能够相应地协调减负荷,保证了最小频率不低于48.0 Hz,满足频率恢复速度10 s左右恢复到49.5 Hz,达到了统一协调减载,保证系统频率稳定和联络线及大机组安全。     

新疆与西北主网互联后电网小干扰稳定性和系统扰动试验特性

新疆电网以750 kV电压等级线路接入西北主网后,互联电网的动态特性、振荡模式发生了变化,新增了一个新疆电网对西北主网的区域间振荡模式。新疆内部和西北主网内部主要断面的动态稳定水平没有下降,新疆电网内部局部地区仍存在弱阻尼振荡模式。通过协调优化新疆电网内部北疆西部地区部分机组的励磁系统自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)和电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数,可提高系统的阻尼水平,并在一定程度上解决了该地区水电窝电现象。开展了实际互联电网系统扰动试验,实测数据验证了仿真计算结果的准确性,通过扰动试验掌握了互联电网的动态特性和系统阻尼水平。研究综合运用了时域和频域的方法,并以频率计算为主,辅以时域分析校验。     

一种求解交直流互联电网分布式最优潮流的同步ADMM方法

对于具有多个调度中心的大规模多区域交直流互联电网,对最优潮流计算进行分布式求解更符合信息的保密性和安全性需求。通过将联络线复制同时放到相邻分区中和引入边界变量一致性约束的方法建立交直流互联电网分布式最优潮流模型,并提出了一种完全分布式的不需要任何协调中心的同步交替方向乘子法(Synchronous Alternating Direction Method of Multipliers,SADMM)求解最优潮流模型。对于交直流系统直流部分的网络分区,提出将换流站保留在各自区域中只将中间直流线路复制的直流联络线处理方法。SADMM通过对高斯赛德尔型ADMM(GS-ADMM)进行改进,将当前迭代得到的相邻区域边界节点电压值的加权平均作为下一次迭代的固定参考值,实现不同区域间的并行同步计算。并根据优化问题的特点,确定算法中惩罚因子的合理取值,以加快算法的收敛性。以某一实际大规模交直流互联电网和两个修改的IEEE交直流系统为例,通过与集中式最优潮流计算比较,验证了所提算法的正确有效性。     

基于参量Lyapunov理论的广域时滞阻尼控制器设计

针对联络线可能存在的功率低频振荡,采用广域测量数据并选择合适的反馈信号实现快速的广域时滞阻尼控制。在建立的电力系统线性化模型中考虑广域测量信号时滞,并基于参量Lyapunov理论设计得到了一种新型的广域时滞阻尼控制器,控制器控制律和参数值可以通过参量Lyapunov方程直接得到。基于4机2区仿真模型建立了互联电力系统研究模型,时域仿真表明,所提的广域时滞阻尼控制器能有效地阻尼互联系统区间振荡。     

基于边际发电成本的联络线交换功率两阶段迭代优化方法

为充分利用联络线功率输送能力,降低电网总体运行成本,提出一种基于边际发电成本的联络线交换功率两阶段迭代优化方法。从各区域电网初始机组组合方案与各联络线初始交换功率出发,分两阶段对联络线交换功率进行迭代优化。首先,在不改变机组开机方式的前提下,基于各区域电网的边际发电成本对联络线交换功率进行第一阶段迭代优化。接着,对区域电网中出力连续等于最小技术出力且发电成本最高的边际机组进行关机操作,在此基础上进行第二阶段迭代优化。该方法与电网实际调度过程联系紧密,且仅需各区域电网提供边际机组的运行信息,保护了各区域电网的数据隐私。最后,基于3个区域电网和3条联络线的仿真实验验证了所提模型和方法的有效性。     

华北一东北联网工程系统调整试验

我国第一个大区电网间交流联网系统－－华北－－东北互联系统已与2001年5月投入运行。系统联络线是166km的500kV缓姜线。联网系统调试的主要内容有：①联网系统并列、解列试验,②联网系统无功电压调整试验,③联网系统联络线功率调整试验,④系统扰动试验（包括切机、跳线、PSS退出等）。系统调试的主要结论为：①华北－东北电网通过绥姜线并、解列,不会对两个系统造成大的冲击。②互联系统具有较好的联络线潮流控制能力。③互联系统具有较好的阻尼特性,可以保证系统发生小扰动时的动态稳定性。