调速系统引入远方信号抑制区域低频振荡可行性研究

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1、TEGAOZHUANDI特稿专递调速系统引入远方信号抑制区域低频振荡可行性研究安平花，薛安成，毕天姝(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，北京102206)摘要：大型互联电力系统区域低频振荡的抑制是电力系统稳定性控制研究的热点之一。已有的研究往往忽略原动机对低频振荡的影响。本文以四机两区域系统为例，采用特征根方法，分析了汽轮机调速系统引入远方信号抑制系统区域低频振荡的可行性。仿真结果表明：多机系统中，若在发电机调速系统中引入与区域振荡模式相关的远方机组的速度偏差信号，并合理配置控制策略，可有效地抑制系统的区

2、域低频振荡。关键词：低频振荡；调速系统；阻尼；区域振荡中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：l673—7598(2o09)04-0001—05调设计采用本地信号的PSS，难以有效地抑制区域O引言振荡[51。上述励磁~{PSS研究一般均假设发电机的机械随着电力系统的扩大和互联，电力系统愈趋复功率不变，即忽略了调速系统所带来的有功变化对杂，长距离、重负荷输电线路很可能会发生低频振荡低频振荡的影响。有鉴于此，除在励磁侧加入PSS作现象。~2003年上半年，云南电网和南方电网的为附加控制外。亦有学者研究在调速系统侧引入附500

3、kV联络线——罗马线发生了3次低频振荡[11。加控制来抑制低频振荡f6_7_。和引入本地信号的PSS2003年9月，在我国东北、华北、华中、川渝电网联网类似，上述附加反馈控制只采用来自本地的量测信试验中观察到了0．1-0．2Hz的低频振荡。低频振荡危号，也是一种具有分散“孤立”控制结构的稳定器。及电网安全运行，制约电网传输能力，严重时还会引上述控制器虽然能从一定程度上抑制局部低频振起系统解列或失去稳定l1_31。因此，探求有效的电力荡，对于区域低频振荡，其抑制能力比较有限。系统低频振荡抑制方法是电力系统稳定控制的重要另一方面，

4、随着广域同步测量技术(WAMS)，的任务之一。发展l8l，我国300Mw及以上机组、500kV变电站和根据表现形式、影响方式和振荡频率，低频振荡部分220kV变电站均安装了PMU，并形成了提供远可分为两类，即局部振荡模式和区域振荡模式。其方信号的WAMS系统。WAMS系统为采用远方信号中区域振荡模式参与机组多、涉及范围广、影响面实现本地控制提供了条件。同时，研究表明，区域振大，尤其需要加强研究。荡模式和不同区域的系统状态相关l2。有鉴于此，目前，在低频振荡抑制方面。最传统的方法是按学者们在利用WAMS的远方信号抑制区域低频振荡

5、照系统阻尼特性设计的、安装在励磁系统侧的电力方面开展了大量研究[10-121。研究表明，引人基于系统稳定器[41(PowerSystemStabilizer，PSS)。PSS通WAMS的远方信号，PSS可以有效地抑制区域低频振过引入本地量测信号，可有效地抑制局部低频振荡。荡u1。此外，还研究了如何选择远方信号以及如何然而，引入本地信号的PSS，对于区域低频振荡的抑形成基于远方信号的控制策略旧从而最有效地抑制制能力有限。特别地，PSS控制器参数往往和电力系区域低频振荡。统结构及其运行方式密切相关。对于多机系统，协然而，值得注意的

6、是，在调速系统附加控制研究收稿日期：2009—03—01基金项目：国家自然科学基金资助项目(G50707035，50607005)；国家外专局l11计~J(B08013)；华北电力大学博士基金资助项目(G200822003)。作者简介：安平花(1984一)，女，山西五台人，硕士，主要研究方向是电力系统低频振荡。特稿专递TEGAOZHUAND中。目前未见考虑远方信号的报道。有鉴于此，本文转子运动方程：探讨在调速系统侧引入远方信号，形成附加阻尼控=制，从而抑制区域低频振荡的可行性。‘3本文以低频振荡的经典仿真算例——四机两区：．1

7、(APim-APie)域系统为例。在分析其振荡模式特征的基础上，基于发电机励磁系统的电压调节器种类繁多，各不直接反馈控制，考虑系统仅引入局部信号、不同的远相同。本文主要为考虑调速侧控制对低频振荡的影方信号等多种情况，对比获得在调速侧引入远方信响．故励磁系统考虑采用图2所示简单高增益晶闸管号抑制区域低频振荡的可行性。励磁模型。图2中E是机端电压，是量测环节的时间常数，K是励磁机增益。1多机电力系统低频振荡模式分析1．1多机电力系统的数学模型低频振荡主要表现为发电机功率、功角和转速的振荡或者联络线上输送功率的振荡。本文以图1图2励

8、磁系统传递函数框图所示四机两区域经典系统为例]，研究调速侧引人采用上述模型。第i台发电机励磁系统线性远方信号抑制区域低频振荡的可能性。图1是四机状态方程如下。两区域系统的单线图，发电机G1、G2位于一区，发电dAE一KAAE-AEdf机G3、G4位于二区。发电机调速系统采用中