华中电力系统低频振荡的特征值分析

本文采用特征值分析方法,证明1988年6月12日500kV葛常株线路投运操作引起的华中系较功率振荡现象,是由于系统本身所固有的弱阻尼低频振荡模式决定的。维持该持续不衰减振荡的原因是二汽自备电厂2号机组调速系统不稳定。     

局部弱联诱发互联电网强迫振荡机制分析

应用扩展的多自由度强迫振动理论和特征值分析方法,研究了局部弱联诱发互联电网发生区域强迫振荡的机制。针对中国电力网络现阶段互联的特点,指出弱阻尼局部振荡是系统稳定运行的潜在威胁。重点分析了电力系统多机强迫振荡与系统固有振荡频率、机组相关因子的关系。提出了如果扰动源振荡频率接近区间振荡模式,局部振荡机组满足与区间振荡模式相关性较强等条件,就会诱发系统发生区域强迫低频振荡。根据广域测量系统记录的数据,应用该机制分析了华中电网的2次强迫低频振荡事故,结果验证了该机制的合理性和正确性。     

基于区域极点配置的风电系统弱阻尼低频振荡模式抑制

风电并网不仅影响原有低频振荡模式,而且可能引入新的模式。改善单个低频振荡模式,可能削弱其他模式阻尼。基于双馈风电机组详细建模,建立风电系统状态空间方程,选择控制变量和输出变量。考虑双馈风电机组出力变化,分析弱阻尼低频模式区域极点配置的必要性。兼顾电网原有及新引入弱阻尼低频模式,构建降阶模型。采用基于线性矩阵不等式的区域极点配置法,设计输出反馈控制器,将所有弱阻尼低频模式配置在设定区域,提高其阻尼比,并增加系统稳定裕度。算例分析表明,所设计控制器有效提高所有弱阻尼低频模式的阻尼,改善了风电系统振荡特性。     

多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析

分析了多机系统中不同机组间的阻尼耦合现象,推导了发电机采用经典模型时低频振荡模式的阻尼分配规律,得出了一些有参考价值的结论：在多机系统中,机组之间的阻尼耦合会使各机组在振荡过程中具有相同的衰减系数;任一振荡模式的振荡过程中,振荡模态对阻尼的大小起着决定性作用,因此欲增加振荡模式阻尼,必须在特征矢量较大的机组上施加阻尼;控制３区域模式的低频振荡要比抑制地区模式的低频振荡复杂和困难。最后,以１０机新英     

定能电厂电力系统稳定器的试验与分析

电力系统稳定器（power system stabilizer，PSS）是目前已经被证实的最经济、最有效的阻尼低频振荡的手段，也是国际大电网会议推荐的首选措施。近年来，随着电网规模的不断扩大，低频振荡的发生也越来越多，于是各国及各省纷纷在电网中大量投入PSS装置，以抑制低频振荡，加强系统阻尼，提高电网的动态稳定性。为此，分析了定能电厂1号、2号机组电力系统稳定器（PSS）的试验结果，所整定的PSS对于抑制低频振荡效果显著，并针对试验中出现的问题，给出了PSS的一种改进模型。     

"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。     

大区联网条件下天津电网低频振荡分析

低频振荡问题是大区联网下系统稳定中的一个重要问题,文章利用特征分析和prony检测相结合的方法完成了华北、华中、山东、川渝联网系统中天津电网的低频振荡分析工作。求出了与天津电网相关的低频振荡模式,特别是弱阻尼低频振荡模式。并提出了增强系统阻尼,改进系统小干扰稳定的方法和措施。     

基于灵敏度分析的电力系统稳定器参数优化

推导了电力系统稳定器(PSS)参数灵敏度指标的计算过程,并在小干扰稳定分析软件SSAP中实现了2种灵敏度计算功能,即振荡模式特征值及其阻尼比对PSS参数灵敏度的计算功能,以及控制器等效交流增益不变约束下的振荡模式特征值及其阻尼比对控制器补偿相位的灵敏度的计算功能,可以对低频振荡阻尼进行优化(或约束优化)。以红海湾电厂600 MW机组为例,通过PSS参数的灵敏度分析对低频振荡阻尼进行约束优化,特征值分析与现场抗扰动试验的实测录波结果相吻合,验证了SSAP灵敏度分析理论与计算的准确性及其在工程中的指导作用。     

电力系统低频振荡预警及动态阻尼控制策略研究

传统的低频振荡预警分析方式单一,容易出现丢根现象。其紧急控制措施中灵敏度的求取计算复杂,且未关注机组出力调整带来的平衡机越限问题。针对传统方式的不足,本文研究了一种新的低频振荡预警及动态阻尼控制策略。首先,采用特征值法与模式提取法相结合的方法进行低频振荡的预警分析,以尽量减少丢根现象。对于其中弱阻尼的振荡模式,提出灵敏系数的方法,并将其与反向等量配对法结合提出了相应的动态阻尼控制策略。最后,通过甘肃电网的实例验证了本文方法的正确性与有效性。     

基于机组出力调整的小干扰稳定辅助决策计算

小干扰稳定辅助决策根据状态估计结果和元件模型参数在线计算机组出力调整措施,以提高弱阻尼模式的阻尼至指定安全值,从而抑制低频振荡.具体方法为:将参与因子作为机组出力调整的性能指标,避免额外的计算时间;根据模态相角将机组分为2群,通过功率摄动法确定2群机组的出力调整方向;根据频率和机组的分群信息确定控制后的模式阻尼;结合机...     

天津电网小干扰稳定分析及控制

小干扰稳定中的一个中心和重要问题就是低频振荡问题,在系统扩大,特别是在大区联网下,这个问题更为突出。利用线性化分析和prony检测相结合的方法完成了大区联网条件下天津电网的低频振荡分析工作。求出了与天津电网相关的低频振荡模式,特别是弱阻尼低频振荡模式,并提出了增强系统阻尼,改进系统小干扰稳定的方法和措施。     

基于全局灵敏度的互联电网阻尼提升策略

针对互联电网中潜在的弱阻尼低频振荡,提出了一种基于索波尔(Sobol')法全局灵敏度的阻尼提升策略,实现低频振荡的早期有效抑制.首先,利用随机子空间辨识(stochastic subspace identification,SSI)算法实现从系统随机响应数据中提取系统的振荡频率、阻尼比等,当系统的区间模式阻尼比小于5％时发出预警,进而利用Sobol'法辨识影响系统阻尼的关键机组,实现参调发电机的选取,并应用优化算法快速确定有功功率调整量,实现区间弱阻尼模式阻尼比的提升.最后,利用IEEE 4机2区系统的仿真结果验证了本文算法的有效性和可行性.     

通过系统扰动试验进行安康水电厂3号发电机组PSS性能验证分析

随着电网建设规模越来越大，弱联系的大电网间呈现弱阻尼情况，在系统扰动时往往发生低频振荡，电力系统稳定控制PSS是提高系统阻尼，平息系统振荡的一个有效措施。针对安康水电厂3号机组PSS，通过安南Ⅱ线带负荷跳闸扰动试验，对比分析了PSS以理论计算参数整定和实测参数整定的作用效果，验证了PSS的实际性能和对系统稳定的影响。     

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。     

利用暂态能量流的超低频振荡在线分析与紧急控制方法

发电机原动系统阻尼转矩系数为负是导致超低频频率振荡的重要原因,退出负阻尼机组的一次调频可增加系统阻尼平息振荡,因此紧急控制的关键是在线评估机组原动系统阻尼。文中提出了利用暂态能量流的超低频频率振荡在线分析与紧急控制方法,将低频振荡分析中的暂态能量流法拓展应用至超低频频率振荡分析,证明了能量流法与阻尼转矩法在分析原动系统阻尼时的一致性,根据现有广域测量系统数据情况,提出了原动系统阻尼转矩系数的在线评估方法,以及超低频频率振荡紧急控制的流程。仿真结果验证了文中方法的有效性,为超低频频率振荡的在线防控提供了技术手段。     

基于全局灵敏度的区间模式阻尼提升策略

互联系统中存在的弱阻尼低频振荡严重威胁电力系统安全稳定运行.针对系统中潜在的区间弱阻尼模式,提出了一种基于全局灵敏度的发电机有功调制策略,在线提高系统区间模式阻尼.首先利用随机子空间辨识算法从系统随机响应数据中提取系统振荡频率、阻尼比等振荡参数;在此基础上利用Sobol'法计算各参调发电机组的全局灵敏度,进而确定提升系统区间模式阻尼的关键发电机组;最后应用定向试探法根据当前运行方式下发电机有功输出及其限额确定有功调整量,从而实现区间弱阻尼模式阻尼的有效提升.IEEE 2区域4机系统和IEEE 5区域16机系统的仿真结果表明,通过全局灵敏度分析方法可以准确地对参调机组进行排序,应用所提阻尼提升策略可以有效提高系统阻尼.     

电力系统的低频振荡

本文简要地分析低频振荡的性质;通过对机组固有振频的计算,结合阻尼功率系数的测定,估计出电力系统内容易发生低频振荡的机组,以便采取措施,增加机组阻尼,抑制低频振荡发生。大电力系统在某种特定运行方式下,即使联络线的输送功率小于通常计算确定的静态稳定和暂态稳定极限时,亦可由正常操作或故障等干扰所触发,使发电机和系统之间,或电机群和电机群之间产生同步振荡,有时可导致失步,这种振荡的频率一般在0.5～2.0赫之间,所以称为电力系统低频振荡。本文简要分析其物理过程的一些特点及对分析计算提出一些看法。     

基于录波曲线的电力系统低频振荡事故原因分析与抑制策略

如何快速确定电力系统低频振荡的原因并进行有效抑制,一直是一个备受关注的课题。提出基于录波曲线的电力系统低频振荡问题分析及抑制一体化新策略。首先,进行系统的特征值分析,根据系统是否存在与现场录波曲线振荡频率一致的振荡模式,判断系统发生的低频振荡属于强迫振荡还是弱阻尼振荡。然后,根据系统振荡的类型采用不同抑制策略,若系统振荡属于强迫振荡,进一步以探测排查的方式确定强迫振荡源的位置并消除振荡源,从而消除低频振荡;若系统振荡属于弱阻尼振荡,进一步通过阻尼转矩分析判断弱阻尼是由励磁系统还是调速系统引起,针对由励磁系统及调速系统引起的弱阻尼低频振荡,分别提出采用配置电力系统稳定器及优化调速系统参数进行振荡的抑制。方案的有效性和正确性通过实际系统的算例得到验证。     

基于阻尼转矩分析的电力系统低频振荡源定位

准确定位低频振荡参与机组并采取有效的控制措施以提高系统阻尼、快速平息系统振荡是大电网安全稳定运行的重要保障。为此,提出了一种基于总体最小二乘-旋转不变技术的信号参数估计(TLS-ESPRIT)和阻尼转矩分析(Damping Torque Analysis,DTA)方法进行低频振荡发生源定位的方法。该方法利用TLS-ESPRIT对发电机组的有功出力、角速度、功角信号进行模式分解,提取发电机高度参与的振荡模式,采用最小二乘拟合方法计算发电机高度参与振荡模式的阻尼转矩系数,然后根据阻尼转矩系数判定发电机是否为该振荡模式的振荡源。分别以4机2区和10机39节点系统为例进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的振荡监测方法能够准确定位电力系统低频振荡源,且通过振荡源对其自身的控制能够有效地平息系统中的低频振荡现象。     

水电机组引起的超低频振荡特性及抑制措施研究

近年来,直流孤岛送出系统中陆续出现了振荡频率低于0.1Hz的超低频振荡现象,严重危害电网的安全稳定运行。研究表明,由于水电机组中存在水锤效应,若调速器控制参数设置不合理,系统的阻尼和稳定性会恶化,水电机组比例过高会使得系统中出现超低频振荡。针对此问题,首先建立含PID型水电机组调速器的多机系统线性化状态空间模型,求解出超低频振荡模式。然后,采用阻尼转矩分析法分析调速器控制系统的阻尼特性,并提出一种基于相位补偿原理的调速器侧电力系统稳定器(governorpowersystem stabilizer,GPSS)设计方法,可以通过GPSS来增加调速器控制系统阻尼,从而抑制系统的超低频振荡。最后,在3机9节点系统中,采用特征分析法,根据参与因子和根轨迹对超低频振荡特性进行分析得出:调速器控制系统确实深度参与了超低频振荡现象,通过合理设置调速器控制参数可以增大超低频振荡模式的阻尼比。同时,在单机单负荷和4机2区域仿真系统中验证了该文所设计的GPSS抑制超低频振荡的有效性。