附加励磁阻尼控制抑制多模态SSR的机理及其关键技术

一些新建的大型煤电基地由于采用较高固定串补度的厂对网远距离大容量输电模式，所引发的多模态次同步谐振（SSR）正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。以上都电厂串补输电工程（二期）为例，阐述多模态SSR的发生机理，分析采用附加励磁阻尼控制（SEDC）抑制多模态SSR的基本原理及其相对于其他措施的特点和优势，并重点探讨SEDC研发中面临的关键技术问题及其解决思路，为中国自主研发和应用SEDC设备解决SSR问题奠定基础。     

基于改进粒子群算法的附加励磁阻尼控制器设计

汽轮发电机组附加励磁阻尼控制器（SEDC）是为固定串补输电系统次同步谐振（SSR）提供有效阻尼的一种措施。文中采用的SEDC模型,在实现分离模态控制的同时,可使移相补偿和比例放大2个环节相互独立、互不影响。采用并行处理能力强、具有学习机制的粒子群优化（PSO）算法对SEDC参数进行寻优。同时,为防止算法陷入局部最优,引入变异机制以提高全局搜索能力。通过对一个有实际背景的研究算例的特征值分析和时域仿真分析,验证了文中基于改进PSO算法设计的SEDC鲁棒性强,能够为多模态SSR提供有效的阻尼。     

上都电厂SEDC提高次同步扭振阻尼的现场试验

在上都电厂4号机上进行了附加励磁阻尼控制（SEDC）提高次同步扭振阻尼的现场试验，介绍了试验的基本原理、运行环境、主要内容和试验数据分析。试验结果表明:采用励磁注入法可安全、可靠地激发轴系次同步扭振并精确测定其特征频率，SEDC能有效改善各扭振模态的阻尼且不会对励磁系统常规调节功能（自动电压调节器/电力系统稳定器）造成不利影响。作为中国第1次以现场试验方式实证SEDC提高次同步扭振模态阻尼的效果，为自主研发和应用SEDC抑制次同步振荡/谐振奠定了基础。     

可控串联补偿抑制次同步谐振的机理

通过对实际多机电力系统的数字仿真研究，发现了可控串联补偿（TCSC）能抑制次同步谐振（SSR）的发生。进一步研究表明，TCSC在次同步频率下可能呈现感性，从而破坏了产生SSR的条件。     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振（SSR）问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器（SVC）次同步阻尼控制器（SSDC）。首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火（GASA）算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行。     

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振（SSR）的核心问题，即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题，提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制，可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流，进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩，达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性，进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题，数值仿真结果证实了其有效性。     

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器（FPC）是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型，利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用，并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明，FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配，特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。