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《电力系统次同步谐振振荡的形态分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、作为电力系统稳定性的重要侧面，次同步谐振/振荡，从20世纪70年代至今，一直得到广泛的关注和研究。而随着电力系统的演变发展,SSR/SSO的形态和特征也处在不断的变化Z中。1970年代，美国Mohave电厂发生的恶性SSR事件开启了机组轴系扭振与串补、高压直流等相互作用引发SSR/SSO的研究高潮;1990年代初开始，柔性交流输电系统(flexibleACtransmissionsystems,FACTS)技术兴起，推动了电力电子控制装置参与、影响以及抑制SSR/SSO的研究。21世纪以来，随着风电、光伏等新型可再生能源发
2、电迅速发展，其不同于传统同步发电机的,釆用变流器接入电网的方式，不仅影响传统的扭振特性，且与电网的互动正导致新的SSR/SSO形态，它们的内在机理和外在表现都跟传统SSR/SSO有很大的区别，难以融入IEEE在20世纪中后期逐步建立的术语与形态框架中，从而给该方向的研究和交流带來不便。目前，亟需针对SSR/SS0的新问题和新形态，扩展进而构建更通用的“学术语境”。本文先简要回顾SSR/SSO的发展历史，重点讨论其形态分类,然后尝试提岀一种新的分类方法,继而通过实例分析风电机组参与的新型SSR/SSO,最后讨论多形态SSR/
3、SSO的共存与互动问题。1历史回顾20世纪30年代人们就认识到同步发电机和电动机对于电网中电抗与串补电容导致的次同步频率电流呈感应发电机(inductiongenerator,IG)特性’进而导致电气振荡或自励磁(self-excitation,SE)［1］O但是,1970年以前只是将发电机轴系看成一个单质块刚体，没有意识到机械扭振模式的参与。直到1970年底和1971年美国Mohave电厂先后发生2次大轴损坏事件，人们才认识到串补电网与汽轮机组机械系统之间相互作用可能导致扭振机械谐振(torsionalmechanica
4、lresonance)的风险。文［2］首次提出了SSR、SSO、感应发电机效应(inductiongeneratoreffect,IGE)和暂态扭矩放大(torqueamplifiedJA)^概念。文［3］提出了扭振(模态)互作用(torsional(mode)interaction,TI)的概念,并说明其为串补输电系统的3种稳定性问题之一(英他2种是机电振荡和电气自激(electricalself-excitation)),并首次讨论了暂态扭矩(transienttorque)问题。1974年,IEEE电力系统工程委员会
5、的动态系统性能工作组成立了一个专门的工作小组來推动对SSR现象的认识，它在1976年首次公开发布了第1份IEEE委员会报告⑷,并在1979年对该报告进行了第一次文献补充［5］,将SSR的形态划分为感应电机效应(inductionmachineeffectJME)和扭振(torsionaloscillationJOJc此后每隔6年出版一次文献补遗［6・8］,总结相关理论、分析方法与控制手段的最新进展。1977—1980年间，美国西部电网的Navajo电厂⑼、SanJuan电厂［20］相继出现SSR问题，以此为契机，学术界对S
6、SR/SSO开展了大量的理论与实证研究。1980年,IEEE委员会在其报告屮明确了SSR、SE(包括IGE/IME和TI)和STA(shafttorqueamplification)等术语定义［ll］o在发现串补电容导致SSR的同吋，加拿大Lambton电厂发现电力系统稳定器(powersystemstabilizecPPS)会恶化低阶扭振模态的阻尼，进而导致扭振［10］。1977年10月，在美国SquareButteHVDC系统调试中发现直流换流站与相邻汽轮发电机组的低阶扭振模态相互作用，导致HVDC-TI现象［12］o
7、针对这些新情况,IEEE委员在1985年第2次文献补充［6］和新版定义［⑻中增加了“装置型次同步振荡(devicedependentSSO)"的分类，将直流换流器、静止无功补偿器(staticvarcompensator,SVC)［14］>PSS>变速驱动以及其他宽频电力控制设备与邻近的汽轮机组之间相互作用引发的次同步振荡(SSO)归为这一类別，并针对HVDC、PSS这一类控制参与的次同步振荡问题首次提出了控制相互作用(controlinteraction,CI)的概念;而SSR仍然限于汽轮机组与串补输电系统的相互作用。1
8、991年第3次文献补充⑺中提到极反、高并联电容补偿线路也可能引发低阶TI,并针对HVDC引发的TI提出了次同步扭振互作用(subsynonoustorsionalinteractionzSSTI)的概念。1992年JEEESSR工作组对SSR/SSO进行了概括性分类［15］：将SSR限定为串补电容与汽轮
