电力系统振荡

电力系统振荡的概念电力系统振荡是指电力系统中的电压、电流、功率等参数出现周期性的波动或振动现象。

振荡是电力系统中常见的一种运行状态，但过大的振荡会引发电力系统的故障，甚至导致系统崩溃。

电力系统振荡有多种形式，包括频率振荡、电压振荡和功率振荡等。

频率振荡是指电力系统中发电机的输出频率不稳定或波动较大的情况，通常以发电机转速的变化为表现。

电力系统的频率通常为50Hz 或60Hz，频率振荡会造成电力系统中的各种设备无法正常工作，甚至引发冲突干扰。

电压振荡是指电力系统中电压参数的周期性波动。

电力系统中的电压通常需要稳定在一定的范围内，过大或过小的电压振荡都会对电力系统中的设备产生不利影响。

电压振荡可能是由于电源不稳定、负载变化或电力系统故障等原因引起的。

功率振荡是指电力系统中功率参数的周期性波动现象。

功率振荡通常由于电力系统中的负荷变化、电源波动或系统故障等原因引起。

功率振荡会导致系统中的功率不平衡，影响电力系统的稳定运行。

电力系统振荡的产生原因多种多样，包括负荷变化、电源不稳定、电力系统的故障和控制系统的误操作等。

负荷变化是导致频率振荡、电压振荡和功率振荡的主要原因之一。

当电力系统的负荷突然变化，例如大型电动机启动或停止，会导致发电机输出的电能和系统负荷之间的不平衡，进而引发振荡现象。

电源不稳定也是电力系统振荡的重要原因之一。

电力系统的电源包括各种发电机和电网之间的互联互通，当电源发生故障或运行不稳定时，会导致系统中的电压和功率参数的波动和振荡。

电力系统的故障也会引发振荡现象。

例如，当电力系统的某个设备发生短路或故障的时候，会导致电能的分布不均，进而引发电力系统的振荡现象。

控制系统的误操作也可能导致电力系统的振荡。

例如，自动调压器的设置不当或调节过程中的误操作可能导致电力系统中的电压发生波动，从而引发电力系统的振荡。

电力系统振荡带来的风险主要有两个方面。

一方面，振荡会导致电力系统中的设备无法正常工作，影响电力供应的连续性和稳定性，给用户带来不便和损失。

电力系统振荡的结果及预防当发生短路或突然有大负荷切除或投入时，发电机与大系统之间的功角会发生变化，发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动，这就是电力系统的振荡。

(通常，短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。

)同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。

这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。

异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0－360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。

在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态。

电力系统振荡的预防：预防是多方面的，有继电保护上的要求，如快速切断故障线路；也有运行操作上的要求，如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率，避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸；也有设计上的考虑，如避免发生发电机的次同步共振。

引起电力系统异步振荡的主要原因：1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏；2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏；3、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降.(其结果将导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，严重的直接使整个系统瓦解)4、电源间非同步合闸未能拖入同步。

（就是非同期合闸）发生同步振荡时的共同特点：1有关机械量、电气量出现摆动，以平均值为中心振荡，不过零；2振荡周期稳定清晰接近不变，摆动频率低，一般在0.2-2.0HZ；3指针式仪表摆动平缓无抖动，机组振动较小；4用视角可以估算振荡周期；5中枢点电压保持较高水平，一般不低于80％；8同步振荡出现时各机组仍保持同步运行，频率基本相同。

发生异步振荡时的共同特点：1有关机械量、电气量摆动频率较高，振荡周期不清晰；2现场指针式仪表满盘剧烈抖动，机组发出不正常的、有节奏的鸣声；3定子电流、机组功率振幅一般很大，而且过零；4联络线的各电气量同样出现较高频率的摆动，振荡中心电压变化很大等；异步振荡出现时各机组已不能保持同步运行，出现一定的频率差，功率富余区域的频率高于50Hz。

电力系统振荡的结果及处理方式2012/7/13 15:35:41当发生短路或突然有大负荷切除或投入时，发电机与大系统之间的功角会发生变化，发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动，这就是电力系统的振荡。

电力系统振荡的结果有两种：一个是发电机的输出功率和负载能重新在一个点上实现平衡，经过一段时间的振荡后重新达到稳定，保持同步运行。

一个是发电机的输出功率和负载能无法再在任何一个点上实现平衡，从而导致发电机失去同步。

发电机的原动机输入力矩突然变化，如：水轮机调速器不正常动作;系统发生突然短路;大机组或大容量线路突然变化等。

通常，短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。

电力系统振荡的预防：预防是多方面的，有继电保护上的要求，如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求，如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率，避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑，如避免发生发电机的次同步共振。

系统振荡有多种：异步振荡、同步振荡、低频振荡异步振荡——其明显特征是，系统频率不能保持同一个频率，且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。

如发电机、变压器和联络线的电流表，功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动，振荡中心的电压摆动最大，并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络的输送功率往复摆动;送端系统频率升高，受端系统的频率降低并有摆动。

引起电力系统异步振荡的主要原因：1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步;4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏;5、电源间非同步合闸未能拖入同步。

异步系统振荡的一般现象：(1)发电机，变压器，线路的电压，电流及功率周期性的剧烈摆动，发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。

电力系统振荡原理电力系统振荡原理是指电力系统中的电压、电流或功率出现周期性的震荡现象。

振荡是由于系统中的能量在不同的元件间以一定的频率和幅值进行交换引起的。

电力系统振荡的主要原因可以归结为以下几个方面：1. 电源失稳：电力系统中的电源不稳定会引起系统振荡。

这可能是由于电压波动、频率偏移或相位不稳定造成的。

当电源失去稳定性时，系统中的元件会受到电压、电流或功率的交换影响。

2. 负载变化：电力系统中负载的突变或变化也会引起振荡现象。

当负载突然增加或减少时，电流和功率的变化会导致系统的震荡。

3. 阻抗不匹配：电力系统中的阻抗不匹配也是引起振荡的原因之一。

当系统中的阻抗不匹配时，电流和功率会在不同的元件间交换，从而引起振荡。

4. 回馈机制：在电力系统中，存在一些可能会导致振荡的回馈机制。

例如，当系统中的元件反馈信号相位和振幅不同于输入信号时，可能会产生振荡现象。

为了抑制电力系统的振荡，需要采取一些措施：1. 调整电源稳定性：应确保电力系统的电源稳定和可靠。

可以采取稳压、降频或相位校正等方法，以减少电源对系统振荡的影响。

2. 负载平衡：应合理规划和管理负载，避免负载突变或过大的变化。

可以通过负载调整、负载均衡等方法来控制负载的变化。

3. 匹配阻抗：需要确保系统中的元件阻抗匹配，以减少由于阻抗不匹配引起的振荡。

4. 引入稳定回馈：可以通过引入稳定的反馈机制来抑制系统的振荡。

例如，采用PID控制器、频率补偿器等来实现稳定的回馈控制。

综上所述，电力系统振荡是由于电源失稳、负载变化、阻抗不匹配和回馈机制等因素引起的。

为了抑制振荡，需要调整电源稳定性、平衡负载、匹配阻抗和引入合适的稳定回馈机制。

这些措施可以提高电力系统的稳定性和可靠性。

电力系统振荡的分类
电力系统振荡是电力系统中出现的一种共振现象，通常是由于系统中某些元件的损耗、故障或者控制系统的不稳定性所导致的。

根据振荡的类型和特点，可以将电力系统振荡分
为多种不同的类型。

下面就来介绍一下电力系统振荡的分类。

一、低频振荡
低频振荡通常是指电力系统中频率在0.1Hz到1Hz之间的振荡。

这种振荡通常是由于
系统的机械惯性和负荷惯性反应导致的。

当电力系统中的机械负荷发生变化，如风力发电
机的并网、调节阀的启闭等，系统就会产生低频振荡。

这种振荡一般没有太大的危害，但
是如果振荡幅度过大，就会导致系统频率不稳定。

四、转子振荡
转子振荡通常是指发电机转子在运转过程中发生的振荡。

这种振荡通常是由于转子质
量不均匀、转子松动或支承结构不稳定所导致的。

这种振荡会导致发电机的轴向和径向振
动增大，加剧了设备的磨损，甚至会导致设备的破坏。

五、电磁振荡
电磁振荡通常是指电力系统中频率在几百Hz到几千Hz之间的振荡。

这种振荡通常是
由于电力电子设备在工作过程中引入的谐波所导致的。

例如，当系统中的变流器、斩波器、整流器等工作时，就会引发电磁振荡。

这种振荡会导致系统中的电压谐波增加，损坏设备，甚至会对系统中其他设备造成干扰。

六、场致振荡
总的来说，电力系统振荡的分类是有很多种的，每种振荡都有自己的特点和危害。

在
运行电力系统时要时刻关注系统中的各种振荡，及时采取措施来排除影响，确保系统的安
全稳定运行。

电力系统振荡瞬时特性分析方法简介：电力系统由于电路功率的增大或者受到外界的干扰时，可能会出现振荡现象，电力系统的振荡会导致系统原有状态的失衡，影响系统的正常运转。

传统的振荡信号分析方法是基于恒定的振荡峰值和频率，这不适用于实际电力系统运转的情形，无法测得准确数据，本文提供了瞬时振荡信号的检测方法，这些新型检测方法能够提高振荡信号检测的精准度。

关键词：电力系统振荡瞬时振荡分析方法一电力系统的振荡1.1电力系统振荡的概念当电力系统正常运转时，系统中的各部件都以相同的转速运行，此时各个发电机之间的相位和电势差不会随着时间的变化而变化，因此，电力系统的各个部位的电压和回路中的电流均保持不变。

当电力系统发生短路、断路或者接触不良时，这时电力系统中同时运行的发电机之间的电势差相角差会随着时间发生变化，同时，电路中各点的电压及回路中的电流也会发生变化。

1.2电力系统振荡的分类1.2.1 同步振荡系统原本是处于正常的运行状态，当受到一定的干扰后，这种干扰会因为系统稳定性的存在而逐渐衰减，最后系统将重新回到原有的稳定状态。

1.2.2 非同步振荡当系统受到较大程度的破坏时，导致系统的发电机无法再同步运行。

这种振荡叫做非同步振荡。

当电力系统发生非同步振荡时，设备的各个参量都会偏离正常值，并且对电力系统产生较大的损坏。

一旦出现非同步振荡，就要及时地对设备进行相关的检修调整，使电力系统重新回到原有的平衡状态。

1.2.3 低频振荡电力系统在被干扰时，由于阻尼不足，发电转子和输电线的功率会发生持续的振荡。

低频振荡又可以分为局部振荡和区域振荡。

局部振荡发生的范围较小，但是振荡频率较高；区域振荡存在于距离较远的机群间，故发生的范围较大，但振荡频率较低。

一般而言，区域振荡的破坏性更大。

1.3电力系统振荡产生的原因1.3.1联络线中功率增大电力系统在正常运行时，线路中通过的电流为负荷电流，此时系统的功率称为负荷功率，电源在运行过程中会有功角产生，一般情况下，功角是小于90°的，但是随着电路功率的不断加大，电源两侧的功角也会逐渐增大，当其功角大于90°时，就有可能发生振荡现象。

电力系统振荡的概念一、电力系统稳定性电力系统的稳定性是衡量系统在运行过程中抵御外部干扰和内部不稳定性因素的能力。

在电力系统中，各种设备和元件的工作状态会不断发生变化，如负荷的波动、故障的出现等，这些因素都会对系统的稳定性产生影响。

保持电力系统的稳定性是保证整个系统安全、经济、优质运行的前提。

二、振荡现象电力系统的振荡是指系统中出现的一种周期性或准周期性的运行状态变化。

这种振荡现象通常是由系统中的某些元件或环节的非线性特性引起的，如发电机转子的摇摆、变压器磁场的非线性等。

振荡现象会导致系统中的电压和电流出现波动，影响系统的正常运行。

三、振荡机理电力系统的振荡机理主要包括以下几个方面：1. 发电机同步转速的不稳定：发电机同步转速的不稳定是电力系统振荡的主要根源之一。

当系统中出现负荷突变或故障时，发电机转子的惯性会发生变化，导致同步转速出现波动，从而引发系统振荡。

2. 变压器磁场的非线性：变压器是电力系统中重要的元件之一，其磁场的非线性会导致系统出现振荡现象。

当变压器承受的电压超过其额定值时，磁通密度会发生变化，引起铁芯饱和，导致励磁电流剧增，进而引发系统振荡。

3. 输电线路的阻抗不匹配：输电线路的阻抗不匹配会导致电流在传输过程中产生波动，从而引发系统振荡。

当线路中的负荷发生变化时，电流的传输也会受到影响，导致线路阻抗发生变化，进而引发系统振荡。

四、振荡识别电力系统振荡的识别是采取有效控制措施的前提。

通过对系统中的电压和电流信号进行分析和处理，可以判断出系统中是否存在振荡现象以及振荡的类型和程度。

常用的振荡识别方法包括频域分析法、时域分析法和现代信号处理方法等。

这些方法都可以通过对系统中的测量数据进行计算和分析，提取出与振荡相关的特征信息，从而实现对振荡的识别。

五、振荡控制电力系统振荡的控制是保证系统稳定性的重要措施之一。

通过对系统中的振荡现象进行有效的控制，可以减少或消除振荡对系统的影响，保证系统的正常运行。