电力系统次同步振荡的抑制策略研究

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1、万方数据总第163期2016年第ll期机械管理开发Total163MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTNo．11，2016DoI：10．1岱2朝．cnl‘i．衄14—1134舳．2叭6．11．63电力系统次同步振荡的抑制策略研究王云洁(江苏省电力公司常州供电公司，江苏常州213000)摘要：阐释了次同步振荡的产生机制，总结了目前研究次同步振荡的方法，评价了抑制次同步振荡的策略，并指出次同步振荡的研究方向和趋势，为相应的抑制策略和措施提供参考。次同步振荡对电力系统产生不利影响，有效的抑制策略对于提高电力系统稳定

2、性意义重大。关键词：次同步振荡产生机理分析方法抑制措施中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1003-773X(2016)11一0145—03引言随着大电网互联以及输配电技术的不断发展，串联补偿技术在电力系统中得到广泛应用。但国内外学者的大量研究分析发现，串补输电网络系统形成一个电气谐振回路，如果此电气谐振回路的固有频率与所在电力系统中的某台相关汽轮发电机组轴系扭振固有频率恰好互补即二者代数和与系统基准同步频率相等时，就会因网机耦合而彼此相互激发，发生所谓的次同步振荡[·1(SSO)现象。研究表明，次同步振荡是一种低于工频的有功振荡

3、，长期作用会使系统中的发电机组大轴因疲劳积累以至断裂，所以次同步振荡的存在严重威胁着系统的安全运行[2]。20世纪80年代以来，FACl’S技术的广泛应用使系统中次同步振荡现象变得异常复杂，寻找能够适应复杂系统的抑制策略迫在眉睫。因此，对电力系统进行次同步振荡问题研究相应的抑制策略具有重要意义，国内外专家和学者在次同步振荡抑制策略方面做了大量研究工作，本文在查阅大量有关中外文献的基础上，总结出次同步振荡的抑制策略，对比了各种方法的优劣，为实际电力系统次同步振荡的研究工作提供借鉴作用。1次同步振荡的产生机制次同步振荡的产生可以由感应发电机效应

4、引起或是电气系统和汽轮发电机轴系的互作用扭振产生的次同步振荡属于电力系统电气自激振荡[3_引。系统在发生故障和合闸情况时，会发生相对比较严重的中间过渡过程，汽轮发电机的暂态电量中有可能会产生其频率和轴系固有扭振频率相互补的收稿日期：2016一07—25作者简介：王云洁(198&一)，女，江苏常州人，硕士，助理工程师，专业是从事变电运行工作，研究方向：电力系统运行与控制。量。当在此频率下系统的电气阻尼很小，则发电机轴系将有可能在对应的电磁力矩下出现相对大幅度的振荡现象田]。有研究表示电力系统稳定器(PsS)，特别是速度反馈型PSS对次同步振荡

5、阻尼特性有很大的影响，速度反馈信号中次同步分量较大以及超前环节对次同步频率信号的放大作用会对次同步振荡产生较大影响㈣。学术界有种观点认为，能对所在系统的特定次同步频率范围内的速度变化响应灵敏的任何装置，都有可能引发系统的次同步振荡，有学者称之为“电气装置引起的次同步振荡”[7]。2次同步振荡分析方法当前被广泛使用的SSO分析方法分为两种：一种能被用来分析所研究系统是否有可能会发生SS0现象和被用来确定系统中可能发生SSO现象的机组，以频率扫描分析法和机组作用系数法为典型；另一种能被用于研究分析获得SSO的详细特性，以特征结构分析法、时域仿真

6、和复转矩系数法等为代表嘲。频率扫描分析法是针对系统中一个特定的频率而言的，是对从待研汽轮机转子往系统侧的视在等效阻抗计算分析，通常认为该视在阻抗为该频率下系统次同步振荡等值阻抗[4]。机组作用系数法是针对与直流输电系统有关的电力系统SSO问题而提出的一种特定的系统分析方法。当待研究系统中的某台汽轮机组与直流输电系统之间存在一些不利因素时，可能会存在SSO发生的威胁，从而导致原来系统失去稳定。机组作用系数法可以用来量化系统中某台汽轮发电机组与其所连接的特定直流输电系统之间的相互作用关系，进一步研究分析此汽轮机组是否有可能会发生SSO现象。特征

7、结构分析法是当系统处在小扰动下，将待竺篮趟万方数据竺!!堂研究的特定电力系统模型进行详细的线性化处理，并求解此系统模型自身系数矩阵的特征值来判断此系统是否稳定，本质上是一种模态分析法。复转矩系数法是通过系统的电气转矩系数和机械转矩系数的虚部分别表示系统的等效阻尼[9]。对待研究系统进行频率扫描，得到电气转矩和机械转矩这两个系数的定量值，对这两个值的虚部大小进行定量比较，分析出此系统是否会发生SS0现象。复转矩系数法的优势是能够分析系统某些参数和系统运行工况发生变化时对系统电气阻尼的影响，有利于系统的实时参数控制和采取一些针对性的次同步振荡抑

8、制策略[1驯。时域仿真法是采用系统微分代数方程组来进行建立模型，用数值积分法逐步求解对系统建模时得到的一系列微分方程组⋯]。无论数学模型是线性还是非线性，采用集中参数模型还是分布