基于受扰轨迹的低频振荡分析方法综述

为促进利用广域测量系统(WAMS)分析互联电网低频振荡问题,综述了基于受扰轨迹的低频振荡模式估计的最新研究成果。根据电网的不同扰动将低频振荡分为三类：自由振荡、随机振荡和强迫振荡。回顾了基于系统受扰轨迹的三类振荡模式估计方法,重点介绍了自由振荡和随机振荡的参数模型方法和非参数化方法。在评述各类方法的基础上,讨论了受扰轨迹选择、模型定阶、振荡振型分析及阻尼控制等方面存在的问题及有望突破的研究方向,以促进该领域的进一步发展。     

考虑电网日常无功投切的低频振荡阻尼在线预警方法

及时获得系统的阻尼状况,实现电网低频振荡的预警预控,对电力系统安全稳定运行具有重要意义。首先,分析了电网无功投切对低频振荡的激励作用,指出距离强相关机组较近的电容器/电抗器投切可激发电网关键振荡模式。其次,基于上述原理,提出在电网日常无功投切后对强相关机组振荡轨迹进行阻尼辨识,可获取关键模式实测阻尼,实现低频振荡在线预警。最后,通过对浙江电网实测数据的分析,验证了所提出方法的有效性。     

基于环境激励的低频振荡分析方法综述

在大型区域互联电网中,低频振荡已成为影响系统的广域安全稳定运行的重大问题。随着广域相量测量系统WAMS的投入,低频振荡的在线分析成为可能。通过在线模式辨识可以实现低频振荡在线监测以及施加适当的阻尼控制。本文主要讨论基于环境激励的低频振荡在线分析方法,对这类方法的原理、特点、应用做了系统的阐述,并探讨存在的问题和进一步研究的方向。     

"9.1"内蒙古西部电网振荡的仿真研究

内蒙古西部电网于2005年9月1日发生了3次相对华北主网的振荡。笔者采用在电网不同地点施加周期性冲击负荷的方法计算电网的动态响应,分析线路的功率摇摆情况,将计算结果与华北电网同步相量测量单元的测量结果和现场故障录波结果进行比较,初步确定了振荡引发地点,并通过时域稳定计算和频域仿真计算分析出振荡发生的原因和性质,即:振荡发生前万家寨电厂机组对系统振荡模式的阻尼已经较弱,随着电厂有功出力的增加或无功出力的减少,该振荡模式的阻尼进一步降低,引发了万家寨电厂机组对系统的低频同步振荡,由此造成蒙西电网对华北主网的功率振荡。     

利用环境激励下的发电机组转子动态响应识别次同步振荡模态的方法

通过实时测量运行中的发电机组受电网负荷波动及噪声随机激励下的微弱转子转速响应,可以将机网振荡的模态参数(包括模态频率、阻尼和幅值)在线辨识出来。采用随机减量技术处理环境激励下的转子角位移差分信号,从而获取随机减量特征信号,该信号包含机网系统结构振荡的自由衰减响应分量;采用窄带频率滤波算法从所述的随机减量特征信号中获得各个次同步分量的时域衰减特征曲线,进而计算出当前运行方式下的不同频率的振荡模态的阻尼。采用该方法对绥中电厂1 000 MW机组的实测数据进行计算,有效辨识出绥中电厂及高岭直流区域电网的次同步振荡阻尼等模态参数。基于该方法可以实现实时的次同步振荡安全监测。     

基于广域测量信息在线辨识低频振荡

全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一,而基于全球定位系统（GPS）的广域测量系统（WAMS）的发展和应用为在线分析区间低频振荡模式乃至控制提供了新契机.因而,研究区间低频振荡模式的在线辨识算法成为实现低频振荡在线监测以及进行阻尼控制的重要理论问题.该文在讨论Prony方法本质的基础上,给出了一种新的模型阶数估计方法,提出根据广域测量系统（WAMS）的测量信息,采用多机组的功角及转速变量进行低频振荡辨识.结合工程实际提出了基于（WAMS）的研究低频振荡问题的实现方案,包括启动判据、数据预处理、阶次估计、模式提取和综合分析等步骤.8机36节点的算例结果表明：该方案具有系统性、直接性、噪声干扰小的特点,为低频振荡的监测和控制创造了条件.     

基于相关性分析的频率振荡扰动源定位方法研究

当电力系统发生与调频控制过程强相关的频率振荡时,调度员应快速找到对频率波动起负阻尼作用的机组,并采取措施平息波动。本文对超低频的频率振荡引发原因与特性进行分析,基于振荡过程中系统频率与机组出力的特点提出了一种在线扰动源定位模型,并采用相关性分析方法对负阻尼机组实现定位。通过区域电网中的实测数据,验证了本文提出的扰动源机组定位方法的有效性,为调度员快速定位扰动源提供了一种有效手段。     

PSS对区域振荡模式阻尼效果验证时域仿真研究

提出在发电机PSS现场试验时.通过人为设置扰动事件来激发电网区域振荡模式以验证发电机PSS对低频区域振荡模式的阻尼效果,并基于精细时域仿真软件PSCAD/EMTDC,建立云南电网PSS阻尼效果仿真系统模型,通过设置扰动事件进行仿真计算,验证发电机PSS对低频区域振荡模式具有正阻尼效果,弥补了现场试验的不足.     

基于区域电网次同步振荡的协同监测策略研究

针对新能源汇集区域频发次同步振荡的问题,本文在电网侧安装次同步振荡监测点基础上,提出一种通过在电厂侧增加火电机组轴系扭振监测点,提高区域电网次同步振荡监测精度的协同监测策略,从而实现电网联络线次同步电流模态和电厂机组次同步模态的在线监测、记录、阻尼计算、稳定性评估等功能。并将协同监测策略应用到哈密某区域电网,通过现场试验表明了该策略能够对次同步振荡模态进行在线监测,并对模态阻尼实现在线辨识和预警,验证了该策略的有效性,为设计机网协调的次同步振荡监测、预警与保护一体化闭环防御系统提供可行的研究方向。     

基于WAMS的河南电网动态特性监测分析

针对河南电网在特定扰动下所产生的功率振荡问题,采用傅里叶变换、小波变换和Prony算法分析了河南电网广域测量系统提供的扰动数据,计算了振荡参数。分析过程和结果显示,各种方法对信号的处理能力和所提供的信息各不相同。在不同的扰动下河南电网均具有较强的阻尼,但被激发的动态特性存在差异。研究分析表明,采用适当的方法,基于WAMS系统的电网动态特性监测和分析可为区分不同的扰动和处理振荡提供丰富的信息。     

高渗透率风电接入对区域电网小信号稳定性的影响

风电接入对区域电网小信号稳定性的影响是清洁能源发电领域需要研究的重要问题,文中研究了提高风电渗透率的方式对系统阻尼比的影响。首先对常用的双馈风电机组七阶小信号模型进行了分析并加以改进,以此为基础对高渗透率风电并网后区域电网的小信号稳定性进行了仿真分析。仿真过程中对火电机组减出力和切机2种提高风电渗透率的方式分别进行了仿真计算,并在减出力方式下计及旋转备用容量的影响。仿真结果表明,在减少火电机组出力来提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比并非单调变化,而在切除部分火电机组提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比则随渗透率的提高而不断下降。     

基于SVG的电网多节点电压不平衡综合抑制方法

文中提出静止无功发生器(SVG)用于电网多节点电压不平衡治理的综合补偿策略。首先结合对称分量法建立了电网多节点不平衡分析数学模型,研究了单台SVG补偿多节点电压不平衡的机理;其次以2种电网不平衡优化治理目标(各节点负序电压幅值平方和最小及各节点电压稳态不平衡度不大于2%)构建了关于SVG的不平衡综合补偿优化模型,分别依据非线性规划原理和几何辅助分析对优化模型进行了求解;在此基础上,文中利用电能质量监测设备和SVG构建不平衡综合治理系统,通过在线阻抗测量、在线指令优化实现了不平衡综合抑制的SVG在线控制;最后通过PSCAD搭建电网模型验证了所提方法的有效性。     

信息技术理论线损在线计算中的应用

通过与SCADA系统的无缝集成,实现了电网运行数据的实时获取及数据的纵向对比和模拟的降损分析。为降损工作的开展提供了更为全部的数据。改变了以往通过负荷实测和人工录入数据的方式,提高了计算频率和计算准确度,增强了线损分析的实时性。     

MTPA控制下逆变器-IPMSM系统直流侧电压稳定性研究

在电机闭环控制系统中,由于转矩的快速跟随,可将逆变器-电机负载当做恒功率负载。恒功率负载的负阻抗特性使得牵引传动系统阻尼较小,从而引发直流侧电压和电流的振荡。通过深入分析牵引变流器模型、内置式永磁同步电机数学模型以及控制系统的数学模型,从机理上阐述了恒功率负载引发的牵引传动系统直流侧振荡产生的原因;进而通过小信号分析法,推导了最大转矩电流比控制下,逆变器-内置式永磁同步电机系统的导纳模型。在该导纳模型的基础上,通过频域下的伯德图以及奈奎斯特稳定性判据,分析了直流侧LC参数、电机电感参数、定子电阻参数以及功率对系统稳定性的影响,发现了各参数对稳定性的影响规律以及电机运行过程中的稳定性变化过程。基于该文的理论分析,实现了一种主动阻尼补偿方式,并通过仿真和实验验证了该补偿方式能有效增大系统阻尼,提升系统的稳定性。     

机组一次调频特性在线监测方法

针对中国东部发达地区外来输电线路故障造成电网频率振荡的安全风险,分析网源之间自动发电控制架构,提出一种机组一次调频特性在线监测方法。基于混合能量管理系统,设计一次调频在线监测的原理图;由工程实践出发,采用不同的评价指标衡量调频效果;结合某超超临界机组性能及分时技术,建立机组侧一次调频在线监测的控制策略。试验结果表明,在线监测系统功能良好,将事故分析改为事先监督,且一次调频评价参数满足调度规程。     

DFIG风电机组协同SVG抑制电网低频振荡方法

随着风电渗透率的日益增加,电力系统阻尼不足时易发生低频振荡,双馈风电机组（DFIG）可解耦控制有无功和无功输出,有利于增强系统阻尼。提出一种DFIG协同静止无功发生器（SVG）并网的方法,采用附加阻尼的控制策略,接入控制系统的功率控制节点,改变参考装置的有功和无功参考电流,实现装置动态输出功率,抵消功率增量,对系统中产生的功率振荡进行抑制。搭建DFIG协同SVG并网的4机2区域系统的控制系统模型,添加附加阻尼控制信号,控制DFIG输出的有功功率和SVG输出的无功功率,改变系统的特征根,并基于Prony方法分析振荡信号各模态。结果表明：该方法能够有效提供正阻尼,抑制系统低频振荡,加速振荡波形平息,提高电力系统的小干扰稳定性。     

水电高占比电网中水轮机模型对频率振荡特性影响及其适应性分析

在小电网中,频率稳定是系统暂态稳定重点关注对象之一。水电高占比时,水轮机及其调速器模型的准确性直接影响频率稳定分析结果。针对该问题,对比分析了采用理想模型、基于运行点变化模型、传递系数模型的电网频率动态特性。通过水电机组传递函数,量化分析了不同水头高度及机组不同出力运行时的振荡频率和阻尼特性。通过暂态仿真,研究了不同模型对机组不同运行点扰动后的频率的振荡特性。最后给出了适用于工程计算的水轮机仿真模型建议。     

基于MAS的多区域集控中心互备监控系统

在不增加额外硬件设备投资的前提下实现多区域集控中心监控系统的异地容灾备份,提高电网运行的安全可靠性,提出了基于多代理技术构建多区域集控中心互备监控系统的策略和系统建设的总体原则,分析了该策略的经济性和可行性。文中详细介绍了M A S的体系结构以及各A gen t的功能任务设计,并阐述了具体的实施方案及相关的关键技术,实现了区域电网调度监控系统的数据容灾、应用容灾和系统容灾,保证了电网调度操作的可靠性和连续性。     

面向峰谷平衡的商业楼宇空调负荷调控技术

近年来,空调负荷的急剧增长已成为季节性电力紧张的最主要原因,部分城市已经超过高峰负荷的30%,峰谷差进一步拉大对电网安全稳定运行产生严重影响。基于商业楼宇空调负荷可控性较大的特点,开展了面向峰谷平衡的商业楼宇空调负荷调控技术研究,提出了可控负荷能力多源信息在线评估方法、基于电网互动与负荷特性的负荷调控策略生成方法、面向电网需求的负荷调控评价指标体系以及基于多元信息实时反馈的负荷闭环调控方法,应用上述技术研制了商业楼宇空调负荷调控系统,实现了用电监测、控制策略生成和执行、调控效果评价等功能。通过试点应用,验证了商业楼宇空调负荷调控技术的可行性以及削峰效果,为空调负荷调控的推广应用提供了理论和实践指导。     

电铁牵引负荷对县级电网电能质量影响的测量与治理仿真

县级电网电源点少电气结构较弱,县级电网接入的电铁牵引负荷具有的非线性、单相独立性和随机波动性的特点,是影响县级电网电能质量的主要原因,利用ELSPEC电能质量监测仪对县级电网110 k V母线电压进行连续测试,分析得出电铁牵引负荷产生的电压骤降、谐波注入、电压波动及闪变、负序不平衡度对县级电网电能质量的影响程度,根据测量结果对负荷侧拟采用的SVC补偿方案利用PSCAD电网仿真计算软件进行仿真分析,得出采用SVC治理措施后电压合格水平得到有效提升的结论。