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     

基于区域极点配置的电力系统低频振荡均匀阻尼控制

提出了电力系统低频振荡的均匀阻尼控制方法.首先分析了电力系统的阻尼特性和实现均匀阻尼控制的条件;然后利用均匀阻尼思想,以系统振荡模式阻尼均匀为目标,提出利用区域极点配置方法设计发电机附加励磁控制器以实现低频振荡的均匀阻尼控制,由于同时配置多个极点到垂直条状区域中,所以避免了控制器对其他振荡模式阻尼的过度削弱,达到了多机系统的协调控制;最后以IEEE 4机11节点和新英格兰10机系统为例,并与精确极点配置法进行比较.仿真结果说明了此控制方法的有效性和鲁棒性,为电力系统低频振荡的抑制提供了新思路.     

多机系统超低频振荡分析与等值方法

实际电力系统中多次发生的超低频频率振荡在振荡形式及机理上与低频振荡存在显著区别。在多机系统中对超低频频率振荡问题进行了分析。超低频频率振荡中,所有发电机转速同调变化,系统频率整体振荡。提出一种适用于超低频频率振荡分析的系统等值方法,将多机系统等值为单机单负荷系统进行分析,提高计算效率。各发电机原动系统的阻尼转矩相互解耦,和电磁功率中的阻尼转矩加和后共同影响系统阻尼比。研究结果可为实际系统超低频频率振荡的分析与控制提供指导。     

虚拟同步直驱风机低频振荡机理分析及阻尼补偿控制

虚拟同步机技术可有效提升电网的电压支撑能力,但也引入了复杂的低频振荡问题。目前,对传统虚拟同步机的低频振荡研究大多忽略直流侧及机侧动态,难以准确刻画虚拟同步直驱风机的低频振荡特性。为解决上述问题,首先,建立了计及机侧动态和直流电压动态的统一阻尼转矩模型,利用阻尼转矩法揭示了机侧转子动态产生的负阻尼转矩是导致风机低频振荡的主要原因,并分析了各环节对风机低频振荡特性的影响规律。进一步,提出了阻尼补偿控制以削弱机侧动态的负阻尼效应,有效提升了机侧耦合下风机并网系统的稳定性。最后,简要分析了所提控制在多机系统的适用性,并基于MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的准确性和所提控制的有效性。     

双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数协调优化

对于含双馈风电场的多机电力系统,在双馈风机内部引入附加阻尼控制环节可以抑制系统低频振荡,但双馈风机附加阻尼控制环节可能会影响电力系统稳定器(PSS)抑制低频振荡的效果。提出了一种双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数协调优化方法,设计了兼顾机电振荡模式和非机电振荡模式的阻尼特性的优化目标函数,并给出了基于粒子群算法的求解方法。以三机系统作为算例,优化设计了双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数。时域仿真结果表明,所提出的参数协调优化方法可以更好地提升系统的阻尼,有利于低频振荡的快速平抑。     

研究多机系统低频振荡问题的解耦等效方法

本文将解耦等效的思想运用到多机电力系统低频振荡研究中，导出了适用于低频振荡研究的数学模型，从阻尼意义上对多机系统中相互关联的发电机进行了解耦，并以此为基础，提出了一种以解耦等效为指导思想的等效综合自阻届的分析判断方法．该方法避开了多机系统中网络与电气上的复杂联系，将多机系统中其它机组的阻尼影响看作等效附加在被研究机组上的对自阻尼的影响，因而多机系统低频振荡中阻尼特性的研究问题简化成了单机系统问题．最后．本文将所提出的方法应用到实际系统的分析计算中，并与常规的特征分析法及实际情况进行了比较，得到了令人满意的结果．     

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。     

大区电网弱互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响

全国电网互联后系统中将普遍出现低频振荡现象。该文从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡。通过在强互联与弱互联系统中阻尼转矩的比较，揭示了弱互联系统中的区域联络线阻抗大幅度削弱系统阻尼的机理，随后相关结论在全国联网系统中得到了验证。文中的研究表明加强电网之间的联络是解决低频振荡问题的最根本的手段。最后，还介绍了阻尼矩阵的概念，并重新在两机系统上推导了其解析形式。文中通过对多机系统阻尼系数矩阵的分析还得知：在系统互联的情况下，考虑一个系统的电磁阻尼时，不仅要研究本系统的模型、参数，还要考虑联络线路阻抗以及参与互联的其他系统模型参数对本系统阻尼的影响。     

应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡

飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的.文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法.以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性.     

基于阻尼转矩分析法的储能系统抑制系统低频振荡

对储能系统提高系统低频振荡稳定的机理进行研究。将阻尼转矩分析（DTA）方法扩展至包含储能元件的复杂多机系统,研究了储能元件阻尼转矩的产生、传递、分配及影响模态阻尼的机理,在此基础上提出了基于DTA的储能系统安装定位、附加稳定控制通道选择及稳定器参数配置的整定方法。计算结果和仿真表明,通过DTA方法能正确揭示储能系统抑制低频振荡的机理,同时也验证了储能系统整定方法的可行性。最后给出了该方法在实际大规模电网中应用的实例。     

利用SSSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

研究了电力系统低频振荡及其产生机理,并理论分析了静止同步串联补偿器(SSSC)对抑制电力系统低频振荡的作用。建立包含SSSC的单机无穷大系统的数学模型,推导该模型的非线性动态方程。利用在稳定运行点线性化的方法,以SSSC输出电压的相角和幅值调制系数为控制变量,设计了SSSC的暂态控制器,并将其用于提高系统阻尼,抑制电力系统低频振荡。在Matlab/Simulink中搭建包含SSSC的单机无穷大系统及暂态控制器的模型进行仿真验证,结果表明理论分析的正确性以及所提出的暂态控制策略的有效性。     

适应复杂电力系统多种运行方式的PSS优化配置

低频振荡的抑制是电力系统规划阶段和运行过程中必须考虑的一个重要问题。抑制低频振荡一般的方法是在励磁调节器上装设电力系统稳定器(PSS)。多机系统中，PSS的配置包括PSS安装位置的选择和参数整定。现有的研究工作主要考虑一种运行方式来进行PSS的优化配置，本文提出了一种同时适应系统的多种运行方式来进行PSS优化配置的方法。通过对西北电网三种典型运行方式的计算结果表明：为了获得更好的抑制低频振荡的效果，PSS的放大倍数不应限定为正值；如按一种运行方式对PSS的参数进行优化则对其它运行方式效果较差，而同时考虑多种运行方式，统一地进行PSS的优化配置则对各种运行方式都能良好地抑制低频振荡。     

汽轮机调速系统对电网低频振荡的影响

近年来电力系统中频繁出现汽轮机调速系统引发的低频振荡,为了探明该类低频振荡的原因,分析了调速系统对电力系统动态稳定的影响。建立了包含汽轮机调速系统的单机无限大系统模型,研究了调速系统增益对系统低频振荡模态的影响。研究结果表明,汽轮机调速系统增益虽然不改变调速系统阻尼特性分界频率,但是却对系统低频振荡模态频率产生影响,从而改变调速系统对低频振荡的阻尼性质。当调速系统增益超过临界增益时会诱发低频振荡现象,时域仿真和频域分析结果验证了上述结论的正确性。     

基于奇异摄动降阶的风电接入系统阻尼分析

为分析风电机组接入对同步机主系统低频振荡的影响,首先建立FSIG及DFIG风电机组小干扰分析模型,其次应用基于奇异摄动系统动态降阶技术揭示两类风电机组接入后同步机主系统阻尼变化机理。将奇异摄动动态降阶与特征值分析相结合,分析不同控制参数的FSIG及DFIG风电机组接入对系统低频振荡模式及阻尼的影响。基于风电接入IEEE测试系统仿真表明,所提出的分析方案能够直观、有效地对两类风电接入系统低频振荡进行分析。     

用TCSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

可控串联补偿(TCSC)对于阻尼电力系统低频振荡具有重要意义。文章重点从工程应用方面分析了TCSC装置阻尼低频振荡的系统结构与工作原理,确定了阻尼控制输入量的选取原则,并在有无功率振荡阻尼的情况下进行了动模实验,从而验证了TCSC阻尼低频振荡的效果。     

多区域单机等效法分析和控制故障后区间振荡

针对故障后系统的区间振荡,提出改进的单机等效法分析不同区域间的相互作用,并制定相应的控制措施。根据故障后各发电机功角的振荡轨迹,将系统划分为若干个主导振荡区域和非主导振荡区域,并将多区域系统进一步等效为单机无穷大母线(one machine infinite bus,OMIB)系统。定义并计算不同区域间的相对动能及OMIB系统动能,用于分析不同区域间的非线性相互作用。采用傅里叶频谱分析和Prony分析辨识OMIB系统参数,得到故障后系统的主导振荡模式及相应的阻尼比。基于上述分析,提出调整故障前各区域发电机出力的方法以减少区间的相对动能,抑制互联区域振荡。算法用于分析和控制IEEE5区域16机标准测试系统的故障后区间振荡。仿真结果表明,算法不但能准确辨识故障后的主导振荡模式,且能分析多种区间模式的非线性相互作用;控制措施显著地提升了系统阻尼,抑制了故障后系统的区间低频振荡。     

电力系统低频功率振荡研究回顾

以低频功率振荡为特征的电力系统小干扰功角稳定性问题在半个多世纪以来得到了系统、深入的研究,大力推进了现代电力系统的发展。以时间为主线,对五十多年来电力系统低频振荡问题研究的历史进行了简单的回顾。首先介绍了早期同步发电机转子运动摆动现象的发现和解决过程,并总结了单机无穷大系统低频振荡问题的理论和实验研究。其次,围绕电力系统低频振荡阻尼控制分析的理论和方法,对模式分析和阻尼转矩分析在低频振荡研究领域的应用做了讨论与回顾。最后,介绍了近年来对大规模风电接入影响电网小干扰功角稳定性研究的进展。     

含风电的区域电网功率振荡特性分析与综合控制

风电场的有功功率调节应兼顾频率和阻尼控制功能,使其具有完备的支持能力,增强系统的动态稳定性。本文通过分析风电频率控制中微分环节和比例环节对区域电网间功率振荡的影响,提出风电机组频率控制策略的改进方案。利用一阶惯性-微分环节,使风电场频率控制始终表现为正阻尼特性,避免风电的有功调节引起系统低频振荡。最后,通过理论和仿真分析,验证了系统发生扰动后在所提综合控制策略下,风电机组不仅具备频率调整能力,并可有效改善系统的阻尼特性。     

基于小干扰稳定分析的电力系统稳定器配置研究

鉴于小干扰稳定在现代电力系统中的重要地位,在对系统进行建模、仿真、计算的基础上,得到系统振荡模式的特征值、阻尼比、频率和机电回路比,并通过对多机系统的计算分析,研究电力系统稳定器（PSS）的配置策略对低频振荡的抑制作用,从而得出对电力系统小干扰稳定性能的改进办法。