带串补的交直流并列系统的SSO时域特性分析

带串补的交直流并列系统的电力系统次同步振荡(SSO)可能起因于交流线路中的串联电容补偿或HVDC控制系统。为研究此类系统的SSO特性,基于国内首例带串补交直流并列系统实际工程"呼辽±500kV高压直流和冯屯500kV交流输电系统"搭建了五种不同系统工况:HVDC、HVDC/AC、HVDC/FSC、HVDC/FSC+TCSC和HVDC/TCSC,并在电网中设置不同的故障点,运用时域仿真法观测伊敏电厂6台发电机组的发电机转速以及低压缸发电机质量块之间的扭矩特性,并对结果进行对比分析。理论分析和仿真结果表明,在交直流系统中采用联网运行带可控串补的方式,有利于抑制高压直流输电系统和交流输电线路中串补装置引起的SSO问题。     

四川电网由高压直流输电引起的次同步振荡特性研究

四川电网正在兴建多条高压直流（HVDC）输电工程,而HVDC可能引发送端交流系统次同步振荡（SSO）,造成相关汽轮机组的轴系扭振,缩短大轴寿命。因而评估电网发生SSO的风险迫在眉睫,这对保障电网安全稳定运行意义重大。提出将机组作用系数法（UIF）、Prony辨识算法提取振荡特征和电磁暂态时域仿真相结合,对四川电网由HVDC引起的SSO进行了研究,并在时域和频域两方面互为验证。分析结果表明,个别运行方式下,向家坝——上海±800 kV特高压直流输电系统可能引发泸州火电机组比较严重的轴系扭振情况,应予重视。这一整套分析方法能够很好地评估系统发生SSO的风险,有很高的工程应用价值,值得推广。     

交直流送出系统次同步振荡及抑制措施的研究

直流输电(HVDC)或可控串补线路运行时,有可能激发附近的汽轮发电机组轴系次同步振荡(SSO),振荡具有复杂的波形。对首先发生的这种复杂次同步振荡的特性进行了研究,并分析了引起SSO的原因,最后提出了使用基于STATCOM的SSO阻尼装置方案。现场运行结果表明,这种SSO阻尼装置可有效抑制发电机组轴系的SSO,其性价比有明显的优势。     

一种典型交直流电力系统中的次同步谐振/振荡问题分析及抑制

为减少丰水期云南电网弃水电量,南方电网开展了云贵互联的可行性研究。本文结合上述研究需求,针对近区同时包含火电机组、固定串补、高压直流输电系统的交直流电网,开展了三者之间的次同步谐振/振荡(sub-synchronous resonance/oscillation,SSR/SSO)相互作用分析及抑制技术研究。首先,从理论上计算分析了火电机组轴系、固定串补、高压直流输电系统各自可能引发交流系统SSR/SSO的频率,综合得出了系统中可能存在的三类振荡模态及其主导来源,并通过EMTDC故障时域仿真,对比分析验证了上述结论的正确性;进一步,根据SSR/SSO振荡模态的特点及其分布,从直流附加控制的角度提出了直流次同步阻尼控制器(sub-synchronous damping controller,SSDC)的改进设计方法,并据此设计了新的直流SSDC,在EMTDC中的故障时域仿真证明了该方法是正确有效的。     

高压直流系统附加次同步阻尼控制器的综合设计

交直流混联电力系统中由于高压直流系统(HVDC)的快速可控性,可能导致系统产生次同步振荡,附加次同步阻尼控制器(SSDC)是解决这一问题的有效方法。以含HVDC电力系统的小干扰数学模型为基础,结合经典自动控制理论,提出了一种基于最佳相位补偿和模态分离的SSDC设计方法。结合贵广II回直流输电系统,从特征值和电气阻尼曲线两方面验证了SSDC抑制次同步振荡(SSO)的效果,同时还分析了控制器参数对电气阻尼改善效果的影响。     

应用附加励磁阻尼控制抑制HVDC引起的次同步振荡

大型汽轮发电机组经交直流混合送出的系统中,当高压直流输电（HVDC）控制与机组之间相互作用较强时,可能引发机组轴系的次同步振荡（SSO）问题。对此,研究了附加励磁阻尼控制（SEDC）抑制HVDC-SSO的有效性。在PSCAD/EMTDC仿真平台构建了典型的交直流混合输电系统模型,研究了HVDC引起SSO的系统运行条件,进而设计了多模式SEDC控制器,分别在大/小扰动下分析了SEDC改善模式阻尼和暂态响应的效果。结果表明：SEDC能大幅提高机组轴系多个模式的阻尼,在大/小扰动下均能有效抑制SSO,避免出现SSO发散风险,保障机组和电网的安全稳定运行。SEDC可望成为解决HVDC-SSO问题的有效方法之一。     

应用附加励磁阻尼控制抑制HVDC引起的次同步振荡

大型汽轮发电机组经交直流混合送出的系统中,当高压直流输电(HVDC)控制与机组之间相互作用较强时,可能引发机组轴系的次同步振荡(SSO)问题.对此,研究了附加励磁阻尼控制(SEDC)抑制HVDC-SSO的有效性.在PSCAD/EMTDC仿真平台构建了典型的交直流混合输电系统模型,研究了HVDC引起SSO的系统运行条件,进而设计了多模式SEDC控制器,分别在大/小扰动下分析了SEDC改善模式阻尼和暂态响应的效果.结果表明:SEDC能大幅提高机组轴系多个模式的阻尼,在大/小扰动下均能有效抑制SSO,避免出现SSO发散风险,保障机组和电网的安全稳定运行.SEDC可望成为解决HVDC-SSO问题的有效方法之一.     

串补AC/DC系统次同步振荡阻尼特性分析

采用基于时域仿真实现的复转矩系数法—测试信号法 ,研究了一个含串联电容补偿的交直流混合系统的次同步振荡问题。按频率扫描的要求 ,通过对机组施加一系列不同频率的测试信号 ,计算出了机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性 ,并考察了直流输电功率水平对此阻尼的影响。结果表明与直流输电线路并联的串补交流线路在电气阻尼中起主导作用 ,同时串补还有可能使联接于逆变站的发电机组发生次同步振荡。     

一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法

为抑制火电机组经高压直流输电(high voltage direct current transmissions,HVDC)系统送出的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题,设计了一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法,并进行了参数设计。通过机理分析研究了次同步作用路径的阻尼敏感度,研究结果表明在HVDC的整流侧通频带范围内(10~20 Hz),电气阻尼对触发角最为敏感。因此,在触发角控制量的生成环节中采用带阻滤波阻断方法可以直接有效地阻断次同步频率分量。采用PSCAD/EMTDC搭建某实际系统的电磁暂态仿真模型,进行了时域仿真和基于复转矩系数法的阻尼扫描,并采用Prony算法提取了模态振荡的特征量。分析结果表明,不同参数下的带阻滤波阻断法均能够显著提高模态频率附近的电气阻尼,有效抑制SSO问题,与附加次同步振荡阻尼控制器(supplementary sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC)相比,阻尼能力较强。根据分析结果,给出了工程建议的最优参数。对采用滤波阻断法及未采用滤波阻断法时的系统直流电压和电流的动态过程进行了仿真对比,结果表明,所提出方法对直流系统的正常运行和控制的影响较小。     

基于Prony辨识的VSC-HVDC附加次同步阻尼控制器研究

基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)能够实现有功、无功解耦,具有控制响应迅速等特点。利用其附加次同步阻尼控制(SSDC)可以抑制交流系统中出现的次同步振荡(SSO)现象。本文通过Prony辨识得到含VSC-HVDC的交直流混合系统等值降阶模型,进而利用极点配置法设计VSC-HVDC附加次同步阻尼控制器。最后在PSCAD/EMTDC中建立了并联VSC-HVDC的次同步振荡系统模型进行时域仿真,验证了所设计附加次同步阻尼控制器的有效性。