由直流输电引起的次同步振荡的阻尼特性分析
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次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别一、次同步振荡(SSR,SubsynchronousResonance):发电机经补偿度较高的串补线路接入系统或者直流输电、静止无功补偿装置控制装置参数设置不当时,较易出现网络的电气谐振频率与大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率接近的情况,造成发电机大轴扭振、破坏大轴,由于振荡频率低于同步频率,该现象称为次同步振荡。
二、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。
同步振荡主要现象:(1)机组和线路电流、功率指示周期性变化,但波动较小,发电机有功出力不过零;(2)发电机机端和500kV母线电压表指示波动较小;(3)系统及发电机频率变化不大,全系统频率未出现—局部升高、另一局部降低现象;(4)发电机轰鸣声较小,导叶开度无明显变化。
有关机械量、电气量出现摆动,以平均值为中心振荡,不过零;振荡周期稳定清晰接近不变,摆动频率低,一般在0.2-2.0Hz;指针式仪表摆动平缓无抖动,机组振动较小;用视角可以估算振荡周期;中枢点电压保持较高水平,一般不低于80%;同步振荡出现时各机组仍保持同步运行,频率基本相同。
处理方法:(1)已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压,但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。
(2)处于送端的机组适当降低有功出力,处于受端的机组增加有功出力。
(3)若正在进行线路或主变停运等操作时,应立即暂停操作。
(4)尽快查找并去除振荡源。
着重了解本厂是否存在强迫振荡源(如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等)。
若有,应立即消除调速器或励磁调节器的故障(故障励磁调节器可暂时倒备励)。
如一时无法消除,则解列发电机组。
(5)在采取以上措施后,应报告调度值班人员,听侯调度指令。
三、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。
次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别一、次同步振荡(SSR,SubsynchronousResonance):发电机经补偿度较高的串补线路接入系统或者直流输电、静止无功补偿装置控制装置参数设置不当时,较易出现网络的电气谐振频率与大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率接近的情况,造成发电机大轴扭振、破坏大轴,由于振荡频率低于同步频率,该现象称为次同步振荡。
二、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。
同步振荡主要现象:(1)机组和线路电流、功率指示周期性变化,但波动较小,发电机有功出力不过零;(2)发电机机端和500kV母线电压表指示波动较小;(3)系统及发电机频率变化不大,全系统频率未出现—局部升高、另一局部降低现象;(4)发电机轰鸣声较小,导叶开度无明显变化。
有关机械量、电气量出现摆动,以平均值为中心振荡,不过零;振荡周期稳定清晰接近不变,摆动频率低,一般在0.2-2.0Hz;指针式仪表摆动平缓无抖动,机组振动较小;用视角可以估算振荡周期;中枢点电压保持较高水平,一般不低于80%;同步振荡出现时各机组仍保持同步运行,频率基本相同。
处理方法:(1)已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压,但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。
(2)处于送端的机组适当降低有功出力,处于受端的机组增加有功出力。
(3)若正在进行线路或主变停运等操作时,应立即暂停操作。
(4)尽快查找并去除振荡源。
着重了解本厂是否存在强迫振荡源(如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等)。
若有,应立即消除调速器或励磁调节器的故障(故障励磁调节器可暂时倒备励)。
如一时无法消除,则解列发电机组。
(5)在采取以上措施后,应报告调度值班人员,听侯调度指令。
三、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。
风力发电并网系统次同步振荡研究于笑;陈武晖【摘要】大规模风力发电并网引发的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题已严重威胁到电网的安全稳定运行.由于电力电子设备的广泛采用,风电参与的新型次同步振荡的产生机制和作用形态均与传统次同步振荡不同,其中双馈风电场经串补并网和直驱风电场并入弱电网2种场景下出现的次同步振荡问题引起了国内外广泛的关注.首先总结了目前常用的分析方法及其适用性,然后基于典型的工程案例,梳理了近年来风电次同步振荡建模、分析、控制和保护方面取得的理论成果和工程进展,为今后风电次同步振荡的研究提供参考.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】9页(P304-312)【关键词】并网风电;次同步振荡(SSO);双馈风机;直驱风机【作者】于笑;陈武晖【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏省镇江市 212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏省镇江市 212013【正文语种】中文0 引言次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)指电力系统机械或电气元件之间以低于系统工频(50/60 Hz)的频率进行能量交换的现象,会引发系统稳定性及电能质量问题,危及电力系统安全运行[1-3]。
该问题在工程上首次发现于火电机组-串补系统,20世纪70年代,美国Mohave火电厂发生2次因扭振互作用(torsional interaction,TI)造成的机组大轴疲劳损坏事件[2],引起了学者对次同步振荡问题的广泛关注。
此后发现的暂态扭矩放大作用以及由电力系统稳定器、高压直流输电控制器或静止无功补偿器等快速控制设备引发的火电机组扭振问题均被纳入次同步振荡的概念之中[4]。
经过国内外多年的研究,火电机组参与的次同步振荡的建模手段、分析方法、控制及保护策略已相对成熟,能够满足工程需求。
然而近年来,电力系统出现了变革性的发展,在电源侧表现为以风力发电为代表的新能源发电装机容量迅速上升[5-6]。
电力系统次同步振荡及其抑制方法
电力系统次同步振荡是一种频率接近电网同步频率的振荡,可能会对电力系统造成损害。
其主要原因是由于输电线路的传输延迟和惯性导致的功率传输不对称性。
针对该问题,目前较为常用的抑制方法有以下几种:
1. 安装可控补偿装置:通过补偿装置改善系统传输特性,减小传输延迟,降低频率扰动。
2. 加装动态阻尼器:显著提高电力系统的阻尼比,降低了系统的振荡级别。
3. 控制系统参数辨识:通过对系统参数进行精确的辨识以及优化线路配置,降低系统的振荡频率,提高系统的稳定性。
4. 强化稳态控制:通过实时监测系统状态,提高系统对突发负荷变化的响应能力,以及对传输系统的控制能力。
综上,通过以上几种措施的综合应用,可以有效抑制电力系统次同步振荡,确保电力系统的安全稳定运行。
电力系统次同步振荡研究综述朱谷雨;王致杰;孙丛丛;刘水;邹毅军;谭伟【摘要】随着全球可再生能源的快速发展,分布式电网将彻底改变未来配电网的设计运行方式,大量电力电子器件的应用会引起电力系统中次同步振荡(SSO)现象,严重影响了电力系统的稳定性.介绍了SSO的表现形式,并对其现象、机理进行归纳总结,简单比较了SSO现象的分析方法及有效的抑制手段,并对今后的工作内容进行了展望.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2017(020)003【总页数】8页(P155-162)【关键词】可再生能源;次同步振荡;抑制措施【作者】朱谷雨;王致杰;孙丛丛;刘水;邹毅军;谭伟【作者单位】上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306;上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306;上海科梁信息工程股份有限公司,上海 200030;上海科梁信息工程股份有限公司,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TM74全球工业化以来,传统化石能源被大量开发利用,导致能源紧缺,环境恶化,全球气候变暖,严重威胁着人类的生存和发展。
低碳减排已成为全球关注的主题,各国纷纷推进可再生能源开发,提倡生态环境保护,缓解能源供求矛盾。
中国土地面积广阔,能源分布不均匀,而可再生能源清洁、无污染,可持续发展前景广阔。
随着可再生能源的不断发展,其在并网系统的应用越来越广泛,对其衍生的技术支撑标准也越来越严格。
我国计划2015—2020年国家电网将逐步形成“两纵两横”、“五纵五横”的1 MW特高压交流同步网架结构,以及20多条800kV以上的特高压直流输电线路[1]。
目前,欧洲已有初步的超级电网规划,主要由多端高压直流系统组成。
借鉴欧洲超级电网的经验,中国超级电网结构设想也逐渐形成。
由此可见,由于电网的运行形式不断变化,规模越来越大,大量电力电子的应用会使电网呈现高度电力电子的趋势,产生低于基波的次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation, SSO)现象,其安全稳定运行面临严峻挑战。
直驱风电并网系统小信号建模与次同步振荡特性
苏勋文;查鹏飞;赵麟;王浠再
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》
【年(卷),期】2024(34)2
【摘要】为研究直驱风电经串补线路并网系统的次同步振荡(SSO)问题,以直驱风电-串补系统为研究对象,利用Matlab/Simulink搭建系统小信号模型,计算模型初值,基于特征值分析法研究了不同参数对系统SSO阻尼特性的影响。
结果表明,直驱风电-串补系统存在一个频率为40.44 Hz,阻尼比为-0.039的SSO模式。
当系统滤波电感和直流电容增大时,系统的SSO阻尼增大,当系统串补度、GSC直流电压控制参数增大时和系统的SSO阻尼减小。
【总页数】7页(P282-288)
【作者】苏勋文;查鹏飞;赵麟;王浠再
【作者单位】黑龙江科技大学电气与控制工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM712
【相关文献】
1.基于第一标准型含直驱风电场并网引发系统次同步振荡特性的分析
2.直驱风电场并网系统的密集次同步振荡模式分析
3.海上直驱风电经柔直并网系统的次/超同步振荡特性分析
4.多直驱风机经柔直并网系统相近次同步振荡模式参与因子的弱鲁棒性分析
5.直驱风场经柔直并网的次同步振荡建模与分析
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直驱风电场经VSC-HVDC并网系统的多频段振荡特性分析陈宝平;林涛;陈汝斯;郭紫昱;盛逸标;徐遐龄【摘要】风电、光伏经由高压直流(HVDC)并网外送已经成为可再生能源消纳的理想方案.对于直驱型永磁同步风力发电机组(D-PMSG)经柔性直流输电(VSC-HVDC)技术并网外送系统的多频段振荡(MBO)问题值得深入研究.首先分别建立D-PMSG 与VSC-HVDC的动态模型,并推导两者之间的接口动态方程,进而得到D-PMSG经VSC-HVDC并网外送系统的完整动态模型.基于特征值分析法,发现系统存在低频、次/超同步、高频多频段振荡模式,而这些振荡模式不仅与换流控制器参数有关,还与VSC-HVDC受端电网短路比及直流输电线路参数密切相关.通过PSCAD/EMTDC 进行时域仿真,验证模型与特征值分析结果的正确性.进一步深入研究分析VSC-HVDC受端电网短路比与直流输电线路参数对多频段振荡阻尼特性的影响.结果发现,从调度运行的角度出发,尤其应当监视可能引起短路比过低进而恶化强相关模式阻尼比的运行状态;直流输电线路参数对高频振荡模式影响较大,直流线路过短特别是柔直背靠背的情况应给予关注.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)0z1【总页数】9页(P176-184)【关键词】风电;柔性直流输电;多频段振荡;直驱永磁同步发电机;接口动态方程【作者】陈宝平;林涛;陈汝斯;郭紫昱;盛逸标;徐遐龄【作者单位】武汉大学电气工程学院武汉 430072;武汉大学电气工程学院武汉430072;武汉大学电气工程学院武汉 430072;武汉大学电气工程学院武汉430072;武汉大学电气工程学院武汉 430072;国家电网公司华中分部武汉430077【正文语种】中文【中图分类】TM61421世纪以来,光伏、风电等可再生能源大量接入电网,特别是随着风电渗透率的日益提高,使得电网的运行特性更加复杂,风电与电网之间相互作用而引发的新型次同步振荡(Sub-Sybchronous Oscillatory, SubSO),即次同步控制相互作用(Subsynchronous Control Interaction, SSCI),严重影响电网的安全稳定运行[1,2]。
关于哈密风电基地某风场次同步振荡事件的原因分析及处理摘要:密风电基地某风场次同步振荡属于系统稳定性问题,在许多大规模新能源系统中都检测到次同步振荡现象。
本文首先对密风电基地某风场次同步振荡的事件经过及数据进行介绍,包括风电场电网录波数据和风电机组数据等。
在此基础上,探讨密风电基地某风场次同步振荡设备配置及参数,包括风电机组、SVG及AVC系统。
最后针对相关问题提出整改措施。
关键词:哈密风电基地某风场;次同步振荡事件;原因分析及处理2019年03月18日02:27:02,某风电场发生电网振荡现象,在约25s之后,220kV风电汇集站稳控装置启动,发出指令切除全场6条35kV集电线路。
一、事件经过及数据分析:1、风电场电网录波数据分析1.1 对110kV母线电压实时波形进行FFT分析,见图1。
可看出110kV母线包含29.2Hz/70.8Hz谐波分量。
图1对110kV母线电压有效值波形进行分析,如图2。
可看出振荡前母线电压有较大幅度波动。
当110kV母线电压被调整到较低值约1s后,波形发散,电网开始振荡。
图2注:红色曲线为AVC调控母线电压目标值,蓝色曲线为实际110kV母线电压1.2对35kV线路及各支路电流电压实时波形进行FFT分析,如图3。
可看出35kV线路依然包含29.25Hz/70.75Hz谐波分量(因数据分辨率不同,略有差异)。
图32、风电机组数据分析某风场共计50台风电机组,各机组数据基本一致,提取35kV集电四线B10号机组数据分析如下:2.1 电网数据图4从图4可看出,电网振荡时,电网电压约370V(0.925Pu),处于较低值。
图5从图5可看出,在电网电压降至370V后约1s,出现电网电压和电流、有功功率、无功功率较大幅度的波动。
2.2变频器DCLink频谱图6从图6可看出,变频器直流母线上包含次同步振荡分量。
2.3 转速频谱图7从图7可以看出,发电机转速上包含次同步振荡分量。
3 设备配置及参数3.1风电机组除风轮直径外,风电机组配置、变频器硬件、软件与周边某风电场机组配置一致(周边某电场曾2017年发生过类似事件)。