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。     

降低次同步谐振风险的大型火电基地经串补线路送出规划和运行方案

为减小大型火电基地经串补线路送出所面临的次同步谐振(subsynchronous resonance,SSR)风险,采用特征值分析法研究了发电厂侧机组型号、机组运行组合对系统电气谐振特性的影响,并分析了电力网侧关站选址/串补度设置综合方案对系统SSR特性的影响,提出了同电厂采用不同型号机组、优化关站选址/串补度设置来降低系统SSR风险的大型火电基地经串补外送系统的规划方案。针对已经投入运行的系统,提出通过减少运行发电机台数等运行机组组合的调整方案,来降低系统面临的SSR风险。后,通过基于PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真对上述方案的有效性进行了验证。     

附加励磁阻尼控制器在某大型火电机组的可行性应用研究

特高压直流输电和交流串补输电可能给临近电厂发电机组带来次同步谐振风险,严重的次同步谐振问题会导致发电机组轴系损坏,影响到机组和电网的安全稳定运行。本文以西北某600MW火电机组为研究对象,通过对该电厂次同步谐振风险分析研究,采用频率扫描法和时域仿真法仿真分析后得出该火电机组存在次同步谐振风险的结论。对比现有常用的次同步谐振抑制措施,分析附加励磁阻尼控制装置(SEDC)的特点,将加装SEDC装置作为该电厂机组抑制措施之一。对比分析电厂一期机组在SEDC装置投入和退出时模态阻尼系数的衰减情况、串补投入时SEDC装置投入和退出时机组的模态响应情况,结果表明,配置参数适当时,SEDC装置可以提高机组模态阻尼,能有效抑制小扰动引发的机组SSR振荡扰动。     

TCSC对发电机组次同步谐振阻尼特性影响研究

采用基于时域仿真实现的复转矩系数法—测试信号法研究了含有可控串补(TCSC)的电力系统中的次同步谐振(SSR)阻尼特性。采用 IEEE SSR第一标准测试系统模型,将其中部分固定串补电容改造为 TCSC。TCSC采用3种闭环控制方式如恒电流、恒功率及阻尼功率振荡控制。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,分别研究了开环控制和3 种不同闭环控制方式下 TCSC导通角对电气阻尼特性的影响。结果表明,不论在何种控制方式下,相对于固定电容串补,TCSC都能大大减小谐振点附近的电气负阻尼;TCSC的导通角对阻尼特性有很大影响,TCSC运行在较大导通角时可有效减小谐振点附近的电气负阻尼。     

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。     

串联补偿输电系统次同步谐振的电气模态阻尼的参数敏感性分析

采用特征值分析法研究串联补偿系统平衡工况点的变化对次同步谐振(SSR)电气模态阻尼的影响。通过建立全系统线性化模型,计算并绘制了SSR电气模态阻尼(忽略了机械阻尼)相对于发电机有功功率和无功功率这两个平衡工况点运行参数以及补偿度这一结构参数分别构成的二维参数空间的轨迹曲面。分析结果显示,补偿度是影响SSR电气模态阻尼的主要因素,而发电机有功功率和无功功率对SSR电气模态阻尼的影响虽然数量级较小,但在一定条件下运行参数的变化有可能会改变SSR模态阻尼的正负性质,在分析SSR稳定性时,有必要考虑平衡工况点的变化。     

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.     

串联补偿线路SSR分析研究

随着我国电力系统的发展,串联电容补偿在输电系统的应用越来越广泛,但其引起的次同步谐振（SSR）问题也随之而来。针对输电网中串联电容补偿引发的次同步谐振,文章采用基于时域仿真实现的复转矩系数法分析了不同发电机出力以及不同串补度对系统次同步谐振的影响。仿真验证了故障情况下,较小串补度系统对次同步谐振的稳定性。     

可控串联补偿抑制次同步谐振的研究

以IEEE第一标准模型为研究对象,采用时域仿真的方法分别比较了固定串补电容、可控串联补偿（TCSC）以及电容和电感相并联的TCSC阻抗等效模型对该系统发生次同步谐振的影响．结果表明TCSC能够抑制该系统发生次同步谐振。采用基于时域仿真的复转矩系数法^[2]分析了3种情况下发电机侧的等效电气阻尼特性,发现TCSC引起了电气阻尼的巨大变化,并对TCSC抑制次同步谐振的机理作了初步分析。     

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。     

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。     

托克托电厂发电机组轴系扭振参数测试

近年来,为了提高电网的输送能力,串联电容补偿技术被广泛采用。借鉴发达国家电网运行经验,在串联电容补偿的输电系统中发电机组轴系与电网之间的次同步谐振问题(即SSR)引起了广泛关注。为了准确评估托克托电厂的SSR问题,进行了托克托电厂发电机组轴系扭振参数测试试验。2007年1月12日~13日在国内首次完成该试验。介绍了试验方案、现场试验结果、仿真分析以及结论。     

直流输电次同步阻尼控制器的设计

次同步阻尼控制器(subsynchronous damping controller,SSDC)是解决由直流输电引起的次同步振荡(subsynchronous oscillations,SSO)的一种有效措施。在分析直流输电引发SSO机理的基础上,对抑制SSO的原理进行深度剖析,进而提出根据相位补偿原理设计SSDC的方法,该方法物理概念清晰,实现方便。将IEEE 次同步谐振标准测试系统和CIGRE直流输电标准测试系统相结合,构造了一个用于研究HVDC引发SSO的测试系统。对该测试系统的电气阻尼计算结果表明,在所设计SSDC的控制下,次同步频段内的电气阻尼大大增加,且在适当的比例系数下,电气阻尼均为正阻尼。时域仿真也验证了所设计的SSDC的有 效性。     

TCSC在次同步谐振中的借阻尼现象

采用了基于时域仿真的复转矩系数法研究电力系统的电气阻尼特性。在IEEE次同步谐振第一标准模型的基础上,分别将其25%,50%,100%容量的固定串补替换为TCSC后进行仿真分析。分析结果表明,在串补度相同的情况下,系统总阻尼近似守恒,TCSC基本不提供正阻尼,但TCSC由于其高度非线性,使系统不同频率间发生了能量交互,从而增加了某些频率的阻尼,同时也降低了另外一些频率处的阻尼,出现了借阻尼现象。讨论了借阻尼现象对SSR的正反两方面影响,并利用仿真实验验证了TCSC抑制和引起SSR的可能性。该现象的发现对T     

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.     

应用静止无功补偿器抑制次同步谐振的仿真研究

针对华北地区某大型坑口电厂（A电厂）串联补偿送出系统次同步谐振（subsynchronousresonance,SSR）引发发电机组轴系扭振的问题,采用基于电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件（powersystemcom-puteraideddesignandelectricmagnetictransientinDCsystem,PSCAD／EMTDC）的时域仿真与频域仿真分析相结合的方法,通过大量的仿真计算,对静止无功补偿器（staticvarcompensator,SvC）抑制SSR的工作原理、控制策略及其影响因素等进行了系统的研究和验证。仿真结果与实际工程应用结果均表明,SVC能有效抑制SsR的发生。该方法可解决南方电网系统内交流串联补偿输电工程中的SSR问题。