负荷特性对电力系统低频振荡阻尼的影响

首先介绍电力系统低频振荡的概念及分析方法，再从负荷模型对电力系统稳定性分析的重要性和准确性入手，引出了电力负荷的各种模型；在此基础上，介绍负荷特性对电力系统低频振荡阻尼影响的一些主要研究成果；最后提出目前研究存在的一些问题及今后的研究方向。     

基于阻尼转矩分析法的储能系统抑制系统低频振荡

对储能系统提高系统低频振荡稳定的机理进行研究。将阻尼转矩分析（DTA）方法扩展至包含储能元件的复杂多机系统,研究了储能元件阻尼转矩的产生、传递、分配及影响模态阻尼的机理,在此基础上提出了基于DTA的储能系统安装定位、附加稳定控制通道选择及稳定器参数配置的整定方法。计算结果和仿真表明,通过DTA方法能正确揭示储能系统抑制低频振荡的机理,同时也验证了储能系统整定方法的可行性。最后给出了该方法在实际大规模电网中应用的实例。     

电力系统低频振荡和次同步振荡的阻尼耦合分析

电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)等控制装置在很好抑制低频振荡的基础上．可能会对次同步振荡造成不良影响。从系统阻尼出发,在综合考虑低频振荡和次同步振荡的基础上．将轴系的六质量块模型加入到低频振荡的模型中,实行统一建模,运用小干扰分析法分析PSS加入前后系统的阻尼特性,采用系统部件判别特征根的方法对特征根进行辨识。并就一实例进行了计算分析,所得结论对系统的安全稳定运行有参考价值。     

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。     

基于振荡能量的低频振荡分析与振荡源定位:（一）理论基础与能量流计算

提出了一种基于振荡能量的低频振荡分析方法。该方法通过网络中的振荡能量流评估元件的阻尼特性、定位负阻尼发电机和外施周期性扰动的位置。文中首先证明了发电机能量消耗和其阻尼转矩的一致性。然后利用广域测量信息,建立了不需要构造能量函数的网络中振荡能量流的计算公式。由于流入支路的振荡能量包含支路暂态能量的变化以及支路消耗或产生的能量,因此提出了一种计算能量流的实用方法,以减少其中的暂态能量分量,而只计算出支路消耗或产生的能量。由于系统的总能量与振幅对应,因此消耗能量的元件对振荡衰减的贡献为正,具有正阻尼,而产生能量的元件是振荡源。利用发电机的能量消耗来估计其阻尼转矩系数,与阻尼转矩分析的结果相符。利用能量流即可定位振荡源。     

基于EMD盲源分离算法的电力系统低频振荡模式识别

针对广预测量系统低频振荡过程中的高斯噪声干扰和定阶问题,提出了基于EMD(empirical mode decomposition)盲源分离(blind source separation,BSS)算法的单通道低频振荡信号的模式分析方法。首先将信号利用经验模态分解得到一系列本征模函数分量组合的新信号;其次针对存在模态混叠的本征模函数分量,提出利用信号周期性构造其多路信号,并利用独立分量分析消除模态混叠的有效方法;然后利用盲源分离技术--二阶盲辨识算法(second order blind identification,SOBI),处理多通道观测信号矩阵,从中提取出不同的单模式信号;最后将去噪、定阶后的信号运用最小二乘-旋转不变技术(TLS-ESPRIT)算法辨识,得到低频振荡模态参数。数值算例仿真、IEEE四机两区域仿真实验表明该算法能够有效分离源信号,相比于其他方法具有抗噪性能好、拟合精度高等优点。     

基于闭环阻尼转矩分析法的电力系统稳定器参数整定

阻尼转矩分析(DTA)法中的DTA灵敏度系数表征了电力系统稳定器(PSS)传递函数的变化对系统模态的影响,真正得到的是开环状态下的数值,而闭环情况下的数值更有意义。提出了闭环DTA的概念及其计算方法,在此基础上提出了一个新的灵敏度指标并指出其应用场景,即PSS闭环参数设计和运行方式变化时PSS参数的在线调整,最后通过两区四机系统和大电网的算例证明了闭环DTA指标及其应用的正确性和可行性。     

电力系统低频振荡定位与抑制研究

随着电力系统的不断发展,低频振荡问题对电力系统稳定性的影响日益凸显,因此,提出利用TLS-ESPRIT算法首先对低频振荡的振荡模态进行识别,并计算出各发电机组的阻尼转矩系数,进行振荡源识别与定位,然后针对振荡源设计静止无功补偿器(SVC)与电力系统稳定器(PSS)相结合的附加阻尼控制器的方法进行低频振荡抑制,其中阻尼控制器的参数设计经过混沌粒子群算法协调优化处理,起到较好的响应效果。最后通过Matlab搭建了一个四机两区域系统进行仿真分析,其结果表明了此方法能够有效地进行低频的识别与定位,投入阻尼控制器后振荡能够较快平息,验证了此方法的可靠性,提高了电力系统的稳定性。     

电力系统低频振荡的分析和控制

文章对电力系统的稳定性进行了描述,指出了电力系统低频振荡的产生与分类,结合电力系统的实际发展情况,研究了低频振荡的分析方法和优缺点,简要分析了控制低频振荡的措施,希望借此提高电力系统的稳定性。     

电力系统超低频频率振荡分析及扰动源定位

超低频率振荡是高比例水电系统面临的突出挑战,大量水电机组调速系统及水力系统的负阻尼聚合是激发全网频率振荡的主要原因。频率振荡期间,水轮机接力器往复动作会导致液压系统油压下降,严重时将导致机组低油压而停机,负阻尼振荡将导致系统频率增幅振荡,控制不及时可能触碰系统高/低周控制动作。传统的降低机组有功出力、提高系统电压水平等振荡控制手段对超低频频率振荡抑制没有明显效果,这对系统安全稳定运行带来严重危害。为准确定位超低频振荡强相关机组,提出了利用发电机速度偏差与机械功率获取调速系统振荡能量的计算方法。同时,针对工程中发电机机械功率难以直接测量的难题,研究提出了利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测的发电机转速和电磁功率合成发电机机械功率的实用算法,可准确计算动态过程中发电机机械功率值,并在电网超低频频率振荡案例分析和大电网超低频振荡预控中验证了该实用算法的有效性。该方法可综合应用同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)/故障录波/WAMS等广域信息,实现电力系统发生超低频振荡时,可对机组控制设备进行精细化定位...     

基于改进Ibrahim时域法的电力系统振荡特性分析

基于Ibrahim时域法的基本思想,提出一种可以识别电力系统振荡特性的改进算法,并给出了详细推导过程.所提算法可以根据故障或正常操作扰动后电力系统指定观测量的自由响应数据,识别机电模式特征值.在Matlab仿真平台上,通过对一个4机电力系统和一个8机电力系统的实例分析,证明所提方法对振荡频率和阻尼比的识别准确度比较理想,而且识别速度快、需要PMU(相量测量单元)测量点少、不遗漏模式,有较好的应用前景.     

电力系统阻尼特性规律探索

为了探索电力系统阻尼特性规律,给出了电力系统小干扰稳定模型的一般形式,推导了考虑发电机励磁控制作用、定子侧电阻及线路电阻等情况下单机-无穷大系统小干扰分析线性化数学模型.利用特征分析法,分析了定子侧电阻对振荡模式阻尼的影响,振荡模式总阻尼的守恒现象,阻尼守恒成立的基本条件,阻尼在不同振荡模式之间的传递规律.结果表明:随着励磁放大倍数的增加,系统机电模式阻尼减少,系统阻尼由机电模式流向非机电模式;系统引入电力系统稳定器(PSS)后,系统机电模式总阻尼随着PSS放大倍数的增加而增加,系统阻尼从非机电模式流向机电模式.     

基于直观线性化模型的同步发电机电磁力矩解析

含阻尼绕组同步发电机电磁力矩系数的传统算式忽略直轴阻尼绕组与励磁绕组的互感,且不考虑自动励磁调节(AVR)的作用。为提高电磁力矩系数计算的准确性,细化关于AVR和阻尼绕组对机组稳定性影响的认识,基于计及阻尼绕组作用的c1-c12模型,采用微振荡法建立了计及AVR以及直轴阻尼绕组与励磁绕组互感的同步发电机电磁力矩系数表达式。基于这些表达式,按是否与AVR有关,将电磁力矩划分为固有分量和受控分量,对交、直轴阻尼绕组,励磁调节主通道等对机组同步能力特别是阻尼能力的影响以及低频振荡的机理进行了详细分析。分析表明,AVR总是削弱机组阻尼;在AVR作用下,交轴阻尼绕组的阻尼作用得到增强,而直轴阻尼绕组反而可能提供负阻尼;外部电抗和有功负载的增大导致固有阻尼能力下降;AVR削弱阻尼的强度不仅与其增益有关,而且随着固有阻尼能力的下降而增强。根据c1-c12模型与Phillips-Heffronk1-k6模型下阻尼力矩系数之差,给出了k1-k6模型等效阻尼系数算式。     

考虑关键节点信息缺失的低频振荡扰动源定位方法

目前电力系统中相量测量单元(PMU)的配置无法满足电网整体的可观测性要求,关键节点的数据缺失是扰动源定位的一大硬伤。在结合电网数据采集与监视控制(SCADA)系统和广域测量系统(WAMS)的基础上,提出一种考虑关键节点数据缺失的低频振荡扰动源定位方法。首先定义低频振荡的耗散能量,分析耗散能量具有方向性的物理机制;然后综合PMU和SCADA的数据进行曲线回归分析,补偿缺失的关键节点数据。某电网算例结果表明,所提方法能够满足扰动源准确定位的要求。     

基于RTDS和PSASP的华中电网低频振荡研究

结合华中电网实际情况,利用电力系统分析综合程序(PSASP)进行小干扰稳定计算,找出对系统安全威胁较大的特征值并对其进行分析,并进行了线路加装串联补偿装置仿真,仿真结果表明:串联补偿对区域间振荡模式有抑制作用,可以提供良好的阻尼,但对区域内振荡的阻尼作用并不显著。通过实时数字仿真器(RTDS)对华中电网合理有效建模,并利用其研究扰动对电网稳定性的影响及加装PSS和串联补偿装置对扰动后系统低频振荡的影响,得出的结论与PSASP一致,为今后研究低频振荡问题提供了一种新的行之有效的方法。     

基于特征值分析法的PSS最佳安装地点的确定

介绍了电力系统低频振荡的特征值分析方法 ,并采用特征值分析法所得出的结果———参与因子来选择最佳的电力系统稳定器 (PSS)安装地点 ,以提高弱振荡模式的阻尼。采用发电机的转子角速度对弱振荡模式的参与因子作为指标 ,选择最佳的PSS安装地点。通过对一个较大规模的电力系统进行实例分析 ,说明在采用此方法所确定的最佳安装地点上安装PSS ,可对相应振荡模式的阻尼起到很好的改善作用     

由风力发电引起的电力系统强迫功率振荡

强迫功率振荡理论可以解释电力系统非负阻尼功率振荡,建立了风力发电机组模型,仿真分析了计及风电场接入电网时风速扰动引起系统传输功率的振荡的情况,结果表明,风速扰动的频率接近或等于系统功率振荡的固有频率时,会引起大幅度的功率振荡.且随着风速扰动幅值的增大,系统功率振荡的幅值也增大.     

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。