电力系统低频振荡机理及其控制措施研究
- 格式：pdf
- 大小：200.74 KB
- 文档页数：3
随着互联电力系统规模 日益扩大 ，电力 系统 的稳 定性 问 题越来越突出。在大区域电网的互联过程 中， 系统 出现 了超低 频 ｆ １ ｚ０３ ｚ 荡现象。低频振荡现象常 出现在 长距 离 、 ０ Ｈ 一 ．Ｈ ） ． ￣ － 重负荷输 电线路 中。由于互联引发 的区域低频振荡问题 ， 已成 为威胁互联电网安全稳定运行 、制约 电网传输能 力的重要 因 素之一。为此 ， 有必要对 电力系统低频振荡产生 的原 因及抑制 低频振荡 的措施等方面进行分析。
扰动时 ， 扰动被逐渐放大 ， 引起功率 的低频振荡。重负荷线路、
现代快速高顶值倍数的励磁系统是造成系统 出现负阻尼的主
要 原 因 。 （ １ ）
单机无穷 大系统 中发电机转子运 动方程为：
Ｔ Ｊ ： Ｄ
对于单机无穷大系统 ， 电机采用二阶模型 ， 发 转子运动方
程为：
将式（ 在工作点 附近线性化 ， １ ） 则有：
Ｔ 】 ＋ Ｄ ＋ ０ ＫＡ ８＝
式中：： Ｋ
Ａ ＝
。８， 。其特征方程为：
（） ３
ｌ 一 ｏ Ｄ∞ Ｔ ｃ △ Ｊ ｓ ８ ｌ ∞
令 Ｋ ＝
） Ｌ
Ｔ ２Ｄ ＋ ＝ Ｊ ＋ Ｋ０
可求 得其根为：
＝
ｃｓ 其特征根为 ： ０ ｏ ８，
： ± ， ＜ ＴＫ Ｄ ４ ｊ （） ８
（）
（ ５ ）
二 Ｉ：
．
：（ ∈ ； 一 ±、 ＝ ） ４ （ ∞＝ －ｏ ｊ
如果系统 阻尼为 负 ， Ｄ ０ ０＜ ， 时显然 为增 幅振荡 ； 则 ＞ ，【０ 此
式 、 一然荡 率 阻 Ｄ零 的荡 尼形式振荡的基本形式 。但是 当 Ａ ＃０时， 中Ｉ鲁 自振 频 ， 尼 为时振 Ｉ ＝ ／ 即 Ｐ 可以得到：
频率 ， 毫为阻尼 比；
ＴＡ ６＋ ＋ ｜ ＤＡ ８ Ｋ△ ８＝ ＡＰ
若系统阻尼为零 ， 则是等 幅振荡。这就是单机无穷大系统负阻
代入式（计算得： ９ ）
‘ ¨’
ｋ
设 置 Ａ＝ ｚ（ ） ｂ ＋ Ｂ＝ Ｔ ｔ＋ （ －ｏ ＋ Ｋ， ２ ｊ ｏ Ｄ￣
若考虑输入扰动为等幅振荡 ， 即 ＝ ， ： ０则
更精确 的计算 ， 以确定适 当的安装地点。
２． 加 装 直 流 小 信 号 调 制 ２
式中： 发 电机惯性 时间常数 ； 一 １ 卜一 ｐ 等值发 电机 的输入机 械功率 ； Ｅ—ｓ 一发 电机输 出的电功率 ； － 转子 的机械 ｐ Ｕ ｉ８ ｎ Ｉ一 ）
阻 尼 系数 ； 一 机组 转 子 角 。 ６
ｌ ＝－ＤＪ Ｔ Ｐｐ （） Ｊ ｍ－－ ｅ
Ｉ
（） ２
析 了发 电机二阶模型和考虑励磁 特性 的三 阶模型产生共振振 荡的机理； 然后 讨论 了由于电力 系统的非线性奇异现 象引发 的低频 振荡的振 荡起 因和条件 ； 最后 ， 对低频振 荡问题提 出了相关控 制策略 ， 针 并指 出了其发展新动 向和研 究热点 。
［ 键 词 】低 频 振 荡 ； 关 阻尼 振 荡 ； 振 机 理 ； 力 系统 稳 定 器 共 电
分析与探讨
ＧＵＡＮＧ ＸＩＤｌ ＡＮ ＹＥ
店 景 它
电力系统低频振荡机理及其控制措施研究
李道霖 ・ 张双平 ｚ
（． １ 三峡电力职业学 院， 湖北 【 摘 宜昌 ４ ３ ０ ；． ４ ００ ２ 三峡大学 电气与新能源学 院， 湖北 宜昌 ４３０ ） ４ ０ ２
要】本文分析 了电力系统低频振 荡的 负阻尼振 荡机理 、 产生负阻尼的 系统条件 ； 同时根 据低 频振 荡的共振机理理论 ， 分
率 ∞≠∞ ， 但一般变化不大 ， ＝ 。当系统总的阻尼为正时 ，
ｌＪ
Ｄ ０ ＜ ， 明系统受到扰动后会发生减幅振荡 ， ＞ ， Ｏ说 最终会 回到 初始状态 ， 系统是稳 定的 ； 当系统总的阻尼为负时 ， ＜ ， ０ Ｄ Ｏ ｄ＞ ， 说 明系统受到扰动后 ， 发生增 幅振荡 ， 会 最终不会 回到初始状 态， 系统是不稳定的。这 就是 系统阻尼对低频振荡 的作用。
和 。假设输入的扰动量 △Ｐ 形式为： ｒ ｏ￣＋＃ ｎ ｔ， ｍ ｅ ｌ ｓ ｔｒｉｔ ）则式 ｃ ｏ （ 的特解 可以表示为： ９ ）
２０总 １期 圆 Ｏ． 第２ ） １（ ４ ８
虞 搽 它
ＧＵＡＮＧ ＸＩ ＡＮ ＹＥ ＤＩ
分析与探讨
（） １ ｏ
ｙ ｅ １ ｏｏ＋ ２ｎ ｔ ＝ （１ ｓ ｔｋ ｉｏ） （ Ｊ ｓｔ ｃ
ｌ —ｌ ｆＫｎ Ａ ， ＝
Ｂ：Ｄｃ ｏ
（）
在交直流并联运行 的系统里 ，可以用直 流小信号调制增
率偏差 、 频率偏差或者前几者的组合。Ｐ Ｓ在大系统中如何配 Ｓ 置是一个重要的问题 。虽然 Ｐ Ｓ阻尼当地和区域 间振荡模式 Ｓ 的设计原理是类 似的，但 Ｐ Ｓ对两种类 型振荡起阻尼作用的 Ｓ
机理是不同的。 与发电机速度偏差相应的参 与因子在确定 Ｐ Ｓ Ｓ 安装地点问题上是相 当有用的 ，用它可对可能加装 Ｐ Ｓ的发 Ｓ 电机组进行初步扫描 ，然后可以采用 留数和频率响应 法进行
（ ９ ）
∈ × ， ： ∞ ＝ ｄ ｎ 击 Ｄ＝
机组转子角增量 Ａ ６在扰动后 的过渡 过程 ， 将相 对无穷
大 系统 做 角 频 率 为 ‘ 的 等 幅 振荡 。有 阻 尼 时 Ｄ＃０ 振 荡 角 频 １ ） ，
式（） ９为非齐次常 系数二次方程 ， 其解 为特解与齐 次解之
１２ 电力 系统 低 频 振 荡 的 共振 型 机 理 Ｉ
一
般认为 ，低频振荡的机理是 由于在特定情况下系统提
１ 电 力 系统 低 频 振 荡 产 生 机 理
１１ 电力 系统 低 频振 荡 的 负 阻 尼机 理翻 ．
供 的负阻尼作用抵消 了系统电机 、励磁绕组和机械等方面 的 正阻尼 ， 使系统总阻尼很小或为负。系统在负阻尼工况下受到
