次同步谐振分析中复转矩系数与特征值之间的关系

应用复变函数理论导出了复转矩系数与特征值之间的关系,从而建立了 复转矩系数法的理论基础和使用条件。进而提出了一种根据复转矩系数频率扫描的计算结 果来估算次同步谐振模式特征值的方法。对IEEE典型算例系统的仿真计算表明,特征值的估 算值与其实际值相吻合。     

复转矩系数法的适用性分析及其时域仿真实现

针对广泛应用于电力系统次同步振分析的复转矩系数法,对其成立的基本前提进行了分析,在此基础上,研究了其适用范围。对复转矩系数法与小扰动特征值分析法进行了比较,系统地评述了小扰动特征值分析法的特点,指出了复转矩系数法的到之处。提出了用时域仿真计算复转矩系数的方法,论证了本方法的可行性,并用时域仿真的方法计算了一个具体系统的复转矩系数。     

强模式耦合现象中复转矩系数法和开环模式判稳方法的等价性证明

复转矩系数法和开环模式判稳方法采用相同的系统划分方式,都是将系统划分为2个子系统。当机械子系统的开环模式和电气子系统的开环模式相互靠近时,其中一个对应的闭环模式阻尼弱化甚至有可能处在复平面右半平面,这种现象称之为强模式耦合现象。这种现可以同时采用复转矩系数法和开环模式判稳方法进行分析。该文主要对强模式耦合现象中复转矩系数法和开环模式判稳方法的等价性进行证明。在理论上证明2种方法的稳定判据一致,从而说明2种方法的等价性,并结合算例对理论进行验证,发现不同场景下两种方法的稳定判断结果完全一致,和理论推导结果相符;同时采用复转矩系数法从阻尼机理的角度对强模式耦合现象做出解释,并提出根据开环模式的留数估算复转矩系数法中阻尼系数的公式,计算结果表明估算值和实际值较为接近。     

复转矩系数法应用于多机电力系统的修正

研究了复转矩系数法的过程,指出传统复转矩系数法研究多机系统存在的局限性,提出复转矩法的概念,推导出具一般性的SSR判据,求出非研究发电机的转子角增量,并以IEEE SSR第二标准模型为基础,采用特征值分析和新的SSR判据对两机系统进行对比验证,认为发电机之间的相互作用主要影响低频部分,一般性的SSR判据能够反映多机系统的真实现象.     

复转矩系数法应用于多机电力系统的修正

研究了复转矩系数法的过程 ,指出传统复转矩系数法研究多机系统存在的局限性 ,提出复转矩法的概念 ,推导出具一般性的SSR判据 ,求出非研究发电机的转子角增量 ,并以IEEESSR第二标准模型为基础 ,采用特征值分析和新的SSR判据对两机系统进行对比验证 ,认为发电机之间的相互作用主要影响低频部分 ,一般性的SSR判据能够反映多机系统的真实现象。     

应用SMES改善发电机轴系扭矩的研究

提出了一种应用超导磁储能（SMES）装置改善发电机轴系扭矩的办法,以IEEE第一基准模型为研究对象,根据复转矩系数法的基本原理,得到发电机机械复转矩系数,并考虑SMES装置的电气复转矩系数的表达式,给出了二者之间的定量关系式,以此为依据研究了应用SMES改善发电机轴系扭矩的控制策略,并设计了相应的控制器。仿真结果表明,使用SMES进行无功补偿的同时可以起到阻尼发电机轴系间扭振的作用,具有一定的现实意义。     

应用超导储能装置阻尼次同步谐振的研究

提出了一种新的应用超导储能(SMES)装置阻尼电力系统次同步谐振(SSR)的方法。与以往的类似研究相比,由于本方法基于复转矩系数法, 因而不仅可以适应多机复杂电力系统, 还可以得到电气阻尼系数随扰动频率的变化曲线。在引入SMES控制装置后的IEEE第一基准模型中, 根据复转矩系数法的基本原理, 得出了发电机机械复转矩系数和考虑SMES装置时的电气复转矩系数的表达式, 给出了二者之间的定量关系式, 以此为基础研究了应用超导储能装置阻尼次同步谐振的控制策略, 设计了相应的比例积分(PI)控制器,给出了控制框图, 并在IEEE第一基准模型的系统结构和参数条件下得到了控制器参数。在PSCAD /EMTDC环境中将控制策略和超导磁储能装置应用于IEEE第一基准模型进行了动态仿真, 仿真结果验证了该控制方案的有效性和正确性。     

基于PSCAD/EMTDC的复转矩系数法的实现

运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件分析电力系统次同步振荡问题,为提高仿真精度,在高压直流输电系统(HVDC)、带串补装置的交流输电系统等不同的系统工况条件下,对复转矩系数法仿真实现的相关细则进行了研究,提出了一套复转矩系数法仿真实现可参考的标准。     

德宝直流系统与宝二扩建机组SSO仿真分析

针对德宝±500kV高压直流输电系统可能引起附近汽轮发电机组次同步振荡(SSO)的问题,采用机组作用系数法(UIF)和复转矩系数法对宝鸡换流站附近汽轮发电机组进行风险评估。运用综合程序(PSASP)计算了典型运行方式下宝鸡换流站换流母线的短路容量,由机组作用系数法(UIF)分析得出宝二扩机组不会产生次同步振荡。鉴于冬小孤岛运行方式下的UIF相对较大,进而利用复转矩系数法在PSCAD/EMTDC中搭建电磁暂态仿真模型进行时域仿真校验,复转矩系数法时域仿真得到的结论与机组作用系数法一致。文中分析对于直流输电系统送端引起附近火电机组间的次同步振荡问题具有参考价值。     

多机系统复转矩系数分析及PSS参数计算

针对电力系统稳定器(PSS)抑制低频振荡所基于的阻尼转矩概念,为将阻尼转矩的概念推广应用到多机系统中,提出一个把多机系统中的区域间振荡简化为一个两机系统模型,在两机模型中应用复转矩系数法的研究方法,说明基于单机无穷大系统的复转矩系数法推广应用到多机系统中的意义和合理性,推导基于两机模型的PSS补偿角度计算方法,并且通过比较说明该方法的计算结果与基于单机无穷大模型的计算结果存在差异。     

次同步谐振的频域分析法

介绍了次同步谐振两种典型的频域分析方法——特征值分析法和复转矩系数法,以ＩＥＥＥ第一基准模型为算例对这两种分析方法进行了综合比较和研究。     

一种通过调整VSC等效输出阻抗来抑制SSR的新方法

严重的次同步谐振（SSR）会危及电力系统的安全运行。分析和探讨了电压源型换流器（VSC）在近同步发电机侧时,对系统次同步谐振的影响。VSC由一系列的电路元件组成,其等效输出阻抗和其控制参数是与电网交互作用的关键因素。采用复转矩系数法分析了VSC等效输出阻抗对系统阻尼的影响,进一步对VSC做出改善,提高其等效注入电阻以改善系统的阻尼,进而实现抑制次同步谐振的目的。最后给出了时域仿真结果,证明了这种VSC阻抗调整技术能够一定程度的抑制次同步谐振。     

一种综合频率扫描和复转矩系数的次同步谐振风险定量评估方法

针对串补输电系统的次同步谐振风险,提出了一种综合频率扫描和复转矩系数的定量评估方法。它首先利用阻抗–频率扫描获得串补输电网的简化等值模型及其参数;然后根据复转矩系数法推导出机组各扭振模式的阻尼显式表达式,兼顾了轴系机械阻尼和电气阻尼。实例研究表明:该方法与特征根分析法的结果一致,但它的原理简洁直观、计算量小,且为机网参数的显式函数,能对多模式SSR提供直接、精确和定量的阻尼结果,可应用于工程上多串补、多个电压等级复杂电网的SSR风险评估。     

专用于抑制次同步振荡的次同步电压调制策略

针对并联接入系统的电压型逆变器提出一种专用于抑制次同步振荡的次同步电压调制策略。基于复转矩系数法推导了采用该方式抑制由串补引发的次同步谐振时提供的近似电气阻尼。分析结果表明,当接入点系统电压与电压型逆变器输出的次同步电压之间的相位差满足一定条件时,可使得逆变器提供正的电气阻尼。分析了影响此正的电气阻尼大小的相关因素。利用dq变换对电压型逆变器的控制器进行了设计,通过解耦控制,实现了抑制次同步振荡、维持逆变器直流侧电压的目的。测试信号法及时域仿真法的仿真结果表明,这种基于并联电压型逆变器的次同步电压调制策略     

静止无功补偿器对发电机组次同步振荡特性的影响

采用基于时域仿真实现的复转矩系数法，对与静止无功补偿器SVC相联接的同步发电机组的次同步振荡特性进行了较深入地研究。研究过程中，以IEEE次同步谐振第一标准测试系统和TCR TSC型SVC为对象，通过改变测试系统和SVC的某些重要参数，分析发电机组电气阻尼的变化情况，得出了一些重要结果。     

高压直流输电次同步振荡时域仿真分析与控制

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。高压直流输电由于其闭环控制的影响,也会使系统产生次同步振荡现象。因此研究高压直流次同步振荡及其抑制措施问题具有重要的意义。以CIGRE高压直流输电模型为基础,结合IEEE第一谐振模型,搭建高压直流输电系统,然后对其发电机电磁转矩、各轴段扭矩进行分析。最后通过相位补偿原理设计SSDC进行抑制次同步振荡。     

高压直流输电次同步振荡时域仿真分析与控制

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。高压直流输电由于其闭环控制的影响,也会使系统产生次同步振荡现象。因此研究高压直流次同步振荡及其抑制措施问题具有重要的意义。以CIGRE高压直流输电模型为基础,结合IEEE第一谐振模型,搭建高压直流输电系统,然后对其发电机电磁转矩、各轴段扭矩进行分析。最后通过相位补偿原理设计SSDC进行抑制次同步振荡。     

电力系统稳定器抑制次同步谐振的效果

采用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统,研究了电力系统稳定器(PSS)对次同步谐振的抑制效果.根据励磁系统的相位滞后特性,对PSS的相位补偿环节进行设计,利用多个串联的超前滞后环节补偿低频段及次同步频段的相位,从而实现缓解次同步谐振的目的.通过频率扫描计算出发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,进而分析所设计的PSS对电气阻尼特性的影响,并分析了PSS放大倍数、相位补偿环节对阻尼特性的影响.此外,采用并联结构的PSS,对低频段和次同步频段的相位分别进行补偿,并研究此结构对电气阻尼特性的影响.结果表明,文中设计的这两种结构的PSS,均能大大减小系统谐振点附近的电气负阻尼,说明通过对励磁系统在次同步频段的相位滞后进行补偿,可以使PSS在提高低频振荡稳定性的同时,实现缓解次同步谐振的目的.     

基于PSCAD的电力系统次同步谐振研究

次同步谐振（SSR）问题是由串联补偿输电网络形成的电气谐振回路的固有频率与汽轮发电机组轴系扭振固有频率互补时（其和等于同步频率）引起的。主要研究了由串补电容引起的SSR的频域分析方法的验证与研究,用到的两种方法分别是电磁暂态时域仿真法（PSCAD／EMTDC）与基于时域仿真实现的复转矩系数法（测试信号法）。采用的技术路线为两步：首先在PSCAD／EMTDC平台上建立IEEE第一标准测试系统模型,然后在所建模型上,对所采用的频域分析方法——测试信号法和时域仿真法进行对比与校验。最后对次同步谐振的防治措施及对策做了简要介绍。