关于FESS抑制电力系统低频振荡的原理分析

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1、关于FESS抑制电力系统低频振荡的原理分析关丁FESS抑制电力系统低频振荡的原理分析摘耍：FESS抑制电力系统低频振荡技术在电力工程中的应用有效的推动了我国电力行业的发展。本文从对含FESS的单机无穷大系统模型的分析谈起，然后详细的进行了FESS阻尼低频振荡的物理分析最后对FESS阻尼低频振荡的理论进行分析。中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(A)-0000-00一、含FESS的单机无穷大系统模型分析基于FESS抑制电力系统低频振荡技术的发电机或电动机所采用的双向反馈感应电机即英文缩写为DFI

2、M,其转子侧一般采用的是双PWM型的电压源作为交流励磁电源，而PWM电源来源丁自定子电压,经过定子直接接入系统。由含FESS的单机无穷大系统模型结构可以看出，无穷大系统网络方程为：U2二jx2I24+Ug二jx3I23+UbUG=jxlI12+U2若E表示同步发电机为暂态电抗作用机制下的电位差，则FESS接入单机无穷大的电压方程为：E'二jx‘GI12+UG以上的无穷大系统网络方程和FESS接入单机无穷大的电压方程便构成了FESS接入单机无穷大系统的网络方程。二、FESS阻尼低频振荡的物理分析FESS所储存的能量多是用在飞轮转子的高速旋转

3、上。文劲宇、程时杰、李刚等在一种增强电力系统稳立性的多功能柔性功率调节器文献中指出FESS具有发电和调相等多种功能，并且提出了FESS在不同运行方式下的功率传递关系，文献中对FESS阻尼低频振荡的物理分析主要包括如下内容：笫一、如果不考虑和关损耗，在稳态运行吋，飞轮的转速一般保持不变，而且与系统Z间无任何能量交换。第二、当系统发生转动吋，通过采取相关的控制举措可以实现FESS转子转速的有效调整，即可通过转子转速的改变来吸收或释放能量。第三、匕轮转速的变化对FESS吸收或释放能量可以产生直接的影响，其中当飞轮转速降低时，FESS将会释放能量

4、，系统处于发电状态。当飞轮转速升高吋，FESS将会吸收能量，系统处于储能状态。第四、当电力系统发生低频振荡时，在FESS能够对系统的振荡功率进行有效补偿的情况下，可以使电力系统发生低频振荡时能够使其振荡得到快速的平息，需要用FESS阻尼系统振荡的关键问题来通过FESS的有功和无功控制输出恰当的功率。其中无功功率控制的冃的是要求能够保证FESS输出的无功保持恒定，而有功功率控制的目的是保证FESS输出的有功功率恒定。因为不能对振荡信息进行很好的反映，所以就不能对系统振荡功率进行补偿，进而就不能实现抑制系统振荡的效果。解决这一问题的有效途径就

5、是在控制回路上增设相应的阻尼控制信号。第五、如果系统在振荡时并没有发生任何变化，进而进步会导致FESS进行及时的吸收或释放振荡功率，即对系统振荡基本上不会造成任何影响。第六、若能够结合系统的实际振荡情况来对增设的阻尼信号Vs做出相应的调整，进而可以使FESS输出功率随振荡功率的改变而改变，而且输出的功率可以对系统的振荡功率进行有效的补偿，这样就可以实现系统振荡的快速平息。三、FESS阻尼低频振荡的理论分析(-)FESS阻尼低频振荡的理论说明史林军，陈中，王海风，等人在应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡一文中指出对含FESS阻尼低频振荡的

6、多机系统，从理论上分析研究了FESS抑制低频振荡的机理。而且这一理论分析对于含FESS的单机无穷大系统也具有很强的适用性，以下对FESS阻尼低频振荡的理论进行概要说明。根据FESS和同步发电机模型，在实现FESS接入单机系统线性化的基础上，可以得到以同步发电机转速偏差量△3等为状态量的状态方程。若Vs由反馈信号为△3经过比例放大得到，即Vs二K3△3,其中K3为比例放大系数，则可求出FESS阻尼控制器向发电机提供的阻尼转矩为：ATD=F(X)KoAg)o其中，X为振荡模式，F为发电机机电振荡环节与FESS阻尼控制器输出信号Z间的通道。则由

7、FESS阻尼控制器提供的阻尼转矩使X变化为：△入二sZXTD二sF(X)KoA(no其中，s为灵敏度系数。为了实现FESS抑制系统振荡，需在无功和有功控制冋路上增加能够反映振荡信息的附加阻尼信号。如果增设的阻尼可以对采用的比例放大进行有效控制，反馈信号就可以根据发电机的转速偏差来提供。另外如果FESS的有功和无功控制对系统阻尼的影响非常小，就只能在有功和无功的控制回路上增设阻尼信号，來实现系统阻尼强度的显著提高，而且在这样的状况下，抑制振荡的效果比附加阻尼信号仅叠加到有功或无功控制回路的效果要更好。以上公式描述了FESS通过附加阻尼控制來

8、提供阻尼转矩的相关控制因素，通过为振荡模式提供阻尼这一机制來实现抑制系统低频振荡的目的，这就很好的从理论上证明了FESS阻尼电力系统低频振荡的原理。(二)FESS阻尼低频振荡的理论图解分析FE