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。     

电力系统次同步振荡

电力系统次同步振荡造成的危害极大，发电机转子轴系会因反复承受较大转矩造成疲劳积累，导致其寿命降低，严重情况下可能会使大轴出现裂纹甚至断裂，文章首先介绍了次同步振荡的基本概念，基本理论及其机理，并根据现阶段研究现状，介绍了几种分析方法和抑制措施。     

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。     

简单电力系统的次同步振荡辨识

传统汽轮发电机发生次同步振荡的本质为轴系的固有振荡频率和扰动电压或电流引起的电磁转矩频率接近同步或一致而引发的机械共振。在IEEE第一基准模型的基础上,利用时域仿真对次同步振荡现象进行了辨识。最后,计算了汽轮发电机的电气阻尼系数,进一步验证了仿真辨识的可信度。     

抑制次同步和低频振荡的多通道直流附加阻尼控制器设计

采用矩阵束算法分析了实际交直流混合输电系统在孤岛运行方式下次同步和低频振荡共存的现象,并获得保留系统关键特性的低阶模型。采用带通滤波器分离低频和次同步振荡模态,基于降阶模型设计多通道直流附加阻尼控制器。该控制器能够降低振荡模式间的相互影响,通过单独调节各通道的增益、相位、输出限幅及滤波器参数为不同频段的振荡提供恰当的阻尼,进而同时抑制次同步和低频振荡。EMTDC/PSCAD实例仿真证明了控制器的有效性。     

同步发电机阻尼绕组和磁路饱和对低频振荡阻尼的影响

采用特征值分析法研究同步发电机阻尼绕组以及磁路饱和对低频振荡阻尼的影响。建立了同步发电机三阶以及考虑阻尼绕组的六阶小扰动线性化模型,并在模型中考虑了磁路饱和效应。为详细分析同步发电机阻尼绕组和磁路饱和对低频振荡阻尼的影响,采用了简化的单机无穷大系统。计算表明,在分析低频振荡问题时:同步发电机三阶模型不宜用于分析进相或轻载运行的机组,这一结论和是否安装电力系统稳定器(PSS)以及是否忽略磁路饱和无关;忽略磁路饱和的同步发电机三阶模型在额定工况附近具有比较高的准确性;磁路饱和对六阶模型的影响较小,但是对于含PSS的进相运行机组,不宜忽略磁路饱和;为得到准确的结论,建议在同步发电机模型中考虑阻尼绕组和磁路饱和的影响。     

直流附加阻尼控制抑制电力系统次同步振荡

建立交直流电力系统从发电机转速到电气转矩的传递函数结构框图,分离出HVDC与发电机组产生扭振相互作用的负阻尼通道,解析地求解了SSDC需要补偿的由HVDC换流器组及其电流闭环控制共同引起的滞后相位,并给出了SSDC输入信号的次同步频率量的转换方法。针对国内某实际工程设计了宽通道的SSDC,并以时域仿真验证了所设计的SSDC控制策略的正确性和有效性。     

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。     

ARMA谱估计方法在电力系统低频振荡模式分析中的应用

广域测量系统提供的电力系统实测动态响应为动态特性的分析提供了新的途径,避免了建模和确定参数的困难。ARMA谱估计是现代谱估计算法的一种。本文应用ARMA谱估计算法分析电力系统低频振荡曲线,能够从曲线中直接提取系统的特征根。分析计算表明算法具有较高的精度。适用于处理存在弱阻尼或负阻尼模式时由随机扰动激励的振荡过程。     

用TCSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

可控串联补偿(TCSC)对于阻尼电力系统低频振荡具有重要意义。文章重点从工程应用方面分析了TCSC装置阻尼低频振荡的系统结构与工作原理,确定了阻尼控制输入量的选取原则,并在有无功率振荡阻尼的情况下进行了动模实验,从而验证了TCSC阻尼低频振荡的效果。     

发电机模型对次同步振荡阻尼特性分析的影响

忽略发电机1D绕组、1Q和2Q绕组及考虑磁饱和时,利用特征值分析法和复转矩系数法计算了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线和特征值,分析了发电机模型对交直流并列运行系统次同步振荡(SSO)阻尼特性的影响。研究表明忽略发电机D绕组对分析系统SSO发生的趋势几乎无影响,但忽略发电机Q绕组和磁饱和则在研究发电机组SSO阻尼特性时发生谐振的频率范围加大,利于采取抑制SSO的措施。     

三峡左岸电站电力系统稳定器现场试验

介绍了三峡左岸电站电力系统稳定器(PSS)的选型过程,主要介绍了PSS2A模型的构成和工作原理。对PSS2A模型进行了现场试验,分别在投入PSS和退出PSS的条件下,采用电压阶跃响应、强迫振荡和无功反调等试验以验证其阻尼能力。试验结果表明,PSS2A模型能有效地抑制低频振荡,且不会产生无功反调现象,满足国家电力调度中心对三峡左岸电站机组并网发电的要求。     

一种新的阻尼正弦原子分解算法辨识SSO模态参数

针对大多数线性化方法难以实现对次同步振荡（subsynchronous oscillation,SSO）模态参数的有效辨识,提出了基于改进入侵杂草优化（invasive weed optimization,IWO）算法优化的阻尼正弦原子分解算法。该方法根据次同步振荡信号特点构造过完备阻尼正弦原子库,引入混沌序列、选择机制、小生境分类策略以及矢量跟踪思想对IWO算法进行改进,利用改进后的IWO算法对传统的匹配追踪算法（matching pursuit,MP）进行优化,通过原子分解得到最佳阻尼正弦原子,将最佳阻尼正弦原子转换为次同步振荡信号的模态参数,即可实现对次同步振荡模态参数的有效辨识。算例结果表明,该算法具有良好的时频特性,辨识精度高,适用于扰动源定位、故障诊断等领域。     

浅谈电力系统低频振荡的产生机理、分析方法及抑制措施

随着电力工业的迅猛发展,电力系统的规模越来越大,在获得更高的可靠性和经济性的同时,大型互联电力系统的低频振荡严重危及了系统的安全运行。该文简要介绍了电力系统低频振荡的产生机理和常用分析方法,也给出了低频振荡的抑制措施,并指出了未来的发展方向。     

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.     

低频振荡中系统总阻尼的探讨

介绍了系统总阻尼的概念,对低频振荡中系统总阻尼进行了数学推导,分析了与系统阻尼有关的参数及如何通过调整某些参数达到使系统总阻尼增加,且不会造成其他振荡模式阻尼的减小。通过电力系统分析综合程序(PSASP)仿真计算进行了验证。     

抑制区域间低频振荡的FACTS阻尼控制

随着电力系统规模的不断扩大,区域间低频振荡正成为限制电网传输能力的瓶颈。对少数发电机组安装PSS来抑制区域间低频振荡很难有好的效果。但FACTS因其安装地点的灵活性及良好的动态性能而给抑制区域间振荡提供了新的手段。为此,利用相角补偿原理,设计控制器持续减小区域间的振荡能量,以此来实现区域间阻尼控制。以SVC为例详细说明附加阻尼控制器的设计,通过PSASP软件下的仿真结果表明,具有附加阻尼控制作用的SVC能有效地抑制区域间低频振荡。另外,对其它几种常用的FACTS器件也设计了阻尼控制器,并同样通过了PSASP下的仿真验证,阻尼效果很好。以上结果证明利用FACTS可实现区域间低频振荡的阻尼控制。     

励磁系统模型和参数对低频振荡特征值的灵敏度分析

研究了国内广泛使用的4类发电机励磁系统模型与电力系统分析综合程序(PSASP)中自带模型的关系;基于小干扰动态稳定理论,把典型的几类励磁系统模型和单机无穷大系统Phillips-Heffron模型相结合,推导了带有完整的励磁系统参数,并可直接用于电力系统低频振荡分析的详细Phillips-Heffron模型.结合特征值对参数的灵敏度和特征值对矩阵元素的灵敏度,推导了低频振荡模式的阻尼对励磁系统参数的阻尼灵敏度,并进一步采用阻尼灵敏度的分析方法,分析归纳出励磁系统不同的模型和参数对电力系统低频振荡的影响,并将其推广到多机系统.仿真结果表明,不同的励磁系统参数对低频振荡的阻尼灵敏度大小不同,以调压器并联反馈环节的放大系数和时间常数影响最大,对于没有励磁机环节的励磁模型,以串联校正环节的放大倍数的阻尼灵敏度最大.     

基于特征值法的次同步阻尼守恒特性分析

运用特征值分析法,分别对含有串联补偿电容的交流系统和含有附加次同步阻尼控制器（supplemental subsynchronous damping controller, SSDC）的HVDC系统的次同步振荡（subsynchronous oscillation,sso）特性进行了研究。分析了在含有串联补偿电容的交流...