电力系统低频振荡-潘学萍

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考虑系统稳定边界的同步调相机励磁与升压变参数联合优化

第52卷第8期电力系统保护与控制Vol.52 No.8 2024年4月16日Power System Protection and Control Apr. 16, 2024 DOI: 10.19783/ki.pspc.231472

考虑系统稳定边界的同步调相机励磁与升压变参数联合优化

潘学萍1，许一1，赵天骐2，王宣元3，谢欢2，郭金鹏1

(1.河海大学电气与动力工程学院，江苏南京 210098；2.国网冀北电力有限公司电力科学研究院(源网荷储灵活

运行与协调控制国家电网公司实验室)，北京 100045；3.国网冀北电力有限公司电力调控中心，北京 100054)

摘要：现有提升调相机动态无功特性的参数优化方法侧重于电磁参数的优化，这给生产企业带来较高的工艺要求和较大的成本压力。针对该问题提出考虑系统稳定约束的调相机励磁系统及升压变参数联合优化方法，分析其对电磁参数优化的可替代性。首先，推导了基于Park模型下调相机的无功频域特性，与6阶实用模型下的无功频域特性对比，基于调相机的Park模型可提升调相机动态无功特性的分析精度。然后，提出根据调相机并网系统的稳定边界确定参数的优化区间，采用频域灵敏度方法确定重点参数，并基于人工鱼群算法进行参数优化。最后，通过仿真结果表明，励磁系统与升压变参数的联合优化，可获得与仅优化电磁参数时相近的调相机动态无功性能，验证了电磁参数优化的可替代性，从而降低调相机的制造成本，扩大同步调相机的应用场合和范围。

关键词：分布式调相机；动态无功特性；参数优化；无功电流增益；人工鱼群算法

【精选】电力系统低频振荡分析与抑制

电力系统低频振荡分析与抑制

文献综述

一．引言

“西电东送、南北互供、全国联网、厂网分开”己成为21世纪前半叶我国电力工业发展的方向。大型电力系统互联能够提高发电和输电的经济可靠性,但是多个地区之间的多重互联又引发了许多新的动态问题,使系统失去稳定性的可能性增大。随着快速励磁系统的引入和电网规模的不断扩大，在提高系统静态稳定性和电压质量的同时，电力系统振荡失稳问题也变得越来越突出。

电力系统稳定可分为三类,即静态稳定、暂态稳定、动态稳定。电力系统发展初期，静态稳定问题多表现为发电机与系统间的非周期失步.

电力系统受到扰动时,会发生发电机转子间的相对摇摆，表现在输电线路上就会出现功率波动。如果扰动是暂时性的，在扰动消失后，可能出现两种情况，一种情况是发电机转子间的摇摆很快平息，另一种情况是发电机转子间的摇摆平息得很慢甚至持续增大，若振荡幅值持续增长，以致破坏了互联系统之间的静态稳定，最终将使互联系统解列。产生第二种情况的原因一般被认为是系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负。由系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负引起的功率波动的振荡频率的范围一般为0。2～2。5Hz，故称为低频振荡。随着电网的不断扩大,静态稳定问题越来越表现为发电机或发电机群之间的等幅或增幅性振荡，在互联系统的弱联络线上表现的尤为突出.由于主要涉及转子轴系的摆动和电气功率的波动,因此也称为机电振荡。

低频振荡严重影响了电力系统的稳定性和机组的运行安全。如果系统稳定遭到破坏，就可能造成一个或几个区域停电，对人民的生活和国民经济造成严重的损失。最早报道的互联电力系统低频振荡是20世纪60年代在北美WSCC成立前的西北联合系统和西南联合系统试行互联时观察到的，由于低频振荡，造成联络线过流跳闸，形成了西北联合系统0。05Hz左右、西南联合系统0。18Hz的振荡。随着电网的日益扩大，大容量机组在网中的不断投运，快速、高放大倍数励磁系统的普遍使用，低频振荡现象在大型互联电网中时有发生，普遍出现在各国电力系统中，已经成为威胁电网安全的重要问题。

电力系统低频振荡

电力系统低频振荡综述

1 研究背景和意义：

随着互联的电力系统规模不断扩大,电力系统的稳定性问题也越来越突出.20世纪60年代美国的西北联合系统与西南联合系统进行互联运行时，发生了功率的增幅振荡,最终破坏了大系统间的并联运行。自此之后，低频振荡一直是电力系统稳定运行中备受关注的重要问题之一.除此之外，日本、欧洲等也先后发生过低频振荡.在我国，随着快速励磁装置使用的增加，也出现了低频振荡现象［1]，如:1983 年湖南电网的凤常线、湖北电网的葛凤线；1994 年南方的互联系统；1998 年、2000年川渝电网的二滩电站的电力送出系统；2003 年2、3 月南方--香港的交直流输电系统；2005 年10 月华中电网等.以上电网都曾发生全网性功率振荡。电力系统低频振荡一旦发生，将严重威胁电网的安全稳定运行，甚至可能诱发连锁反应事故，造成严重的后果[2］。因此，对低频振荡进行深入研究并分析其控制策略具有十分重要的意义.

我国的超大规模交流同步电网的互联以及交直交混合互联电网已经初具规模，并且发展迅速。2011年12月,由我国自主研发、设计、制造和建设的,目前世界上运行电压最高、输电能力最强、技术水平最先进的交流输电工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程正式投入运行；2012年3月，锦屏－苏南±800千伏特高压直流输电线路工程全线贯通。仿真分析和现场试验结果表［3—4］：跨区交流联网特别是弱联系交流联网将带来大扰动的暂态稳定问题和小扰动的动态稳定问题,其中，大扰动后暂态功率的大范围传播和0.1Hz左右的超低频振荡对互联电网的安全构成威胁，应采取有效措施加以解决.

II-1 电力系统计算的标么值_潘

X 2*
100 0.105 0.33 31.5
X 3* 0.22
电气工程基础
河海大学, 潘学萍
X 4* 0.58
6 7.95 X 5* 0.05 1.09 7.26 0.3
X 6* 0.08 2.5 7.26 100
2

0.38
X 6* 0.08 2.5
6.3 100
2
0.504
11 E* 1.05 10.5
电气工程基础河海大学, 潘学萍
参数号归一法扩散法近似法
1 0.87 0.87 0.87
电气工程基础
河海大学, 潘学萍
二、基准值的选取
根据情况，达到简化的目的。
对三相电路，一般使基准值满足
基本关系：
U B 3Z B I B
S B 3U B I B
电气工程基础
河海大学, 潘学萍
由S B ,U B 得： I B
(KA)
SB 3U B
(KV)
(MVA)
ZB
(Ω)
U
2 B
• 如何选择幅值的基准值？幅值与有效值的标幺值之间有什幺关系？
电气工程基础河海大学, 潘学萍
三、标幺值的换算

原理：有名值不变，标幺值与基值成反比

电力系统低频振荡

第36卷第22期电力系统保护与控制Vol.36 No.22 2008年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2008

电力系统低频振荡

郭权利

（沈阳工程学院电气工程系，辽宁沈阳 110136）

摘要：由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在 0.1～2.0 Hz之间，通常称之为低频振荡。随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用，电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注。低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性。介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法，并对以后的工作重点做了进一步的阐述。

关键词: 低频振荡；频率波动；负阻尼；分析方法

Low Frequency Oscillation in Power System

GUO Quan-li

（Electrical Engineering Department，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China）

Abstract: Because of the lack of damping system or negative damping system on the transmission line caused power fluctuations generally between 0.1-2.0 Hz, usually called as low-frequency oscillations. With the development of the size of the power system and large applicationl of the rapid excitation system, the low-frequency oscillation (LFO) of the power system are causing for more and more concern. And low-frequency oscillation affect the stability of the power system and the reliability of the relay device. This text introduces the concept of low-frequency oscillations, all kinds of mechanism and research status, analysis and control methods, and elaborate the focus of the work for a further step.

电力系统低频振荡机理及其控制措施研究

ｌ —ｌｆＫｎＡ，＝
Ｂ：Ｄｃｏ
（）
在交直流并联运行的系统里，可以用直流小信号调制增
式中：发电机惯性时间常数；一１卜一ｐ等值发电机的输入机械功率；Ｅ—ｓ一发电机输出的电功率；－转子的机械ｐＵｉ８ｎＩ一）
阻尼系数；一机组转子角。６
ｌ＝－ＤＪＴＰｐ（）Ｊｍ－－ｅ
Ｉ
（）２
随着互联电力系统规模日益扩大，电力系统的稳定性问题越来越突出。在大区域电网的互联过程中，系统出现了超低频ｆ１ｚ０３ｚ荡现象。低频振荡现象常出现在长距离、０Ｈ一．Ｈ）．￣－重负荷输电线路中。由于互联引发的区域低频振荡问题，已成为威胁互联电网安全稳定运行、制约电网传输能力的重要因素之一。为此，有必要对电力系统低频振荡产生的原因及抑制低频振荡的措施等方面进行分析。
率偏差、频率偏差或者前几者的组合。ＰＳ在大系统中如何配Ｓ置是一个重要的问题。虽然ＰＳ阻尼当地和区域间振荡模式Ｓ的设计原理是类似的，但ＰＳ对两种类型振荡起阻尼作用的Ｓ
机理是不同的。与发电机速度偏差相应的参与因子在确定ＰＳＳ安装地点问题上是相当有用的，用它可对可能加装ＰＳ的发Ｓ电机组进行初步扫描，然后可以采用留数和频率响应法进行

电力系统中低频振荡的检测与抑制方法研究

电力系统中低频振荡的检测与抑制方

法研究

摘要：

低频振荡是电力系统中常见的一种稳定性问题，其引起的

电压和电流波动会严重影响电力系统的稳定运行。本文基于电力系统中低频振荡的特点和影响，详细探讨了低频振荡的检测和抑制方法。针对低频振荡的检测，本文介绍了传统方法和基于智能算法的方法，并对它们的优缺点进行了比较分析。在抑制低频振荡方面，本文提出了基于控制理论的方法和基于装置措施的方法，并阐述了它们的原理和应用场景。最后，本文总结了目前研究中存在的不足，并对未来的研究方向提出了展望。

1. 引言

低频振荡是电力系统中普遍存在的问题，其主要表现为电

压和电流的周期性波动。这种波动会引起电力系统的不稳定运行，甚至导致系统的崩溃。因此，检测和抑制低频振荡成为电力系统稳定性研究领域的重要课题。

2. 低频振荡的检测方法

2.1 传统方法

传统方法主要基于传感器对电力系统中的电压和电流进行

采样，通过频谱分析等手段来检测低频振荡。这种方法简单直接，但对传感器的精度和频率响应有一定要求，且无法适应复杂系统中的变化。

2.2 基于智能算法的方法

近年来，基于智能算法的低频振荡检测方法逐渐应用于电

力系统中。例如，基于小波变换的方法可以提取信号的时频特征，进而进行低频振荡的检测。另外，基于人工神经网络和模糊逻辑的方法也在低频振荡检测中取得了良好的效果。这些方法提高了检测的准确性和稳定性，但对算法的性能和计算资源有一定要求。

3. 低频振荡的抑制方法

3.1 基于控制理论的方法

基于控制理论的方法主要是通过调整系统的参数和控制策

略来抑制低频振荡。例如，采用PID控制器进行频率和电压

低频振荡问题综述

电力系统低频振荡分析综述

1. 低频振荡概念

电力系统在某一正常状态下运行时，系统的状态变量具有一个稳态值，但是电力系统几乎时刻都受到小的干扰影响，如负荷的随机变化或风吹架空线摆动等。当系统经受扰动后，其运行状态会偏离原来的平衡点，这时希望系统在阻尼的影响下经历一个振荡过程，回到稳定的平衡运行点。在这一过程中，如果系统的阻尼不足则会出现或观测到电力系统的低频振荡现象。

所谓的低频振荡，一般有如下的定义描述。电力系统中的发电机经输电线路并列运行时，在某种扰动作用下，发生发电机转子之间的相对摇摆，当系统缺乏正阻尼时会引起持续的振荡，输电线路上的功率也发生相应的振荡。这种振荡的频率很低，范围一般是0.2-2.5Hz，称其为低频振荡[1]。

在互联电力系统中，低频振荡是广泛存在的现象。根据当今电力系统中出现过的低频振荡现象来看，功率振荡的频率越低时，涉及到的机组相对地就越多。研究中，按低频振荡的频率大小和所涉及的范围将其分为两类[2]或者说两种形式。

一种为区域内的振荡模式，涉及同一电厂内的发电机或者电气距离很近的几个发电厂的发电机，它们与系统内的其余发电机之间的振荡，振荡的频率约为0.7-2.0Hz。

另一种为互联系统区域间的振荡模式，是系统的一部分机群相对于另一部分机群的振荡，由于各区域的等值发电机具有很大

的惯性常数，因此这种模式的振荡频率要比局部模式低，其频率范围约为0.1-0.7Hz。

关于这两种分类，可以在应用发电机经典二阶模型，并利用小干扰分析法说明低频振荡的过程中，通过讨论机组间的电气距离定性地分析出来，在本文后面的简单数学模型分析中将有说明。

电力系统低频振荡实时监测与控制新方法及工程应用

摘要

随着我国电力工业的不断发展，西电东输、南北互供战略的实施，我国大区电网之间的互联已经进入规划和实施阶段。随着系统规模的扩大，互联以及大型机组快速励磁系统的采用，电力系统的低频振荡问题也随之凸显，特别是通过交流输电线互联的系统，由于送电距离长，而联络线又相对较弱，很容易由此引发低频振荡，如果没有足够的阻尼，低频振荡发生后将长时间不能平息，以至于引起并联运行系统失步甚至解列。近年来，低频振荡在广东电网中时有发生。为对低频振荡实施有效的控制，一是需要快速检测出电网是否发生低频振荡；二是在电网发生低频振荡的情况下，需要快速辨识出低频振荡的特征参数以及最先发生功率振荡的时刻、相应的设备或线路，以便锁定振荡源。目前应对低频振荡问题的技术和方法还不能够满足实际电网运行要求，有必要进一步开展相关研究。论文围绕复杂大电网低频振荡在线辨识方法、可视化监测方法、扰动源定位方法、控制方法及工程应用等方面进行了系统研究，取得的主要成果如下：（1）提出了基于快速幂法子空间跟踪的低频振荡在线辨识方法。采用基于PMU信号的归一化峰度和滑动窗技术来实时检测电网是否发生扰动，在有扰动的情况下应用快速幂法子空间跟踪算法对低频振荡进行在线辨识，利用归一化峰度来判定最先发生功率振荡的时间点，将此时间点与相应时间区间内的遥信变位信息相比较，以便锁定低频振荡的扰动源。仿真测试以及实例分析的结果表明，这种基于扰动时间相关性分析的扰动源定位方法具有原理简单、计算快速、辨识可靠等优点。

（2）提出了基于不完全S变换的低频振荡可视化监测方法。引入不完全S变换方法处理PMU数据并绘制二维时频图，供调度人员参考。实例结果表明，该方法能够有效识别低频振荡的振荡模式个数及各模式对应的频率和起振时间，对电网调度人员进行低频振荡的实时监测大有帮助。并将基于GPU的并行优化算法应用于S 变换中的FFT 及其逆变换的运算，大大提高了计算效率。

电力系统中的低频振荡与稳定性分析研究

随着电力系统的规模不断扩大和复杂度的增加，低频振荡和稳定性问题

成为了电力系统运行中需要重点关注和解决的难题。低频振荡是指在电力系

统中出现的频率较低的振荡现象，其频率通常在0.1-10赫兹之间。这种振荡

会导致电力系统的不稳定，甚至引发系统失稳和崩溃，对电网的安全稳定运

行带来严重威胁。因此，对低频振荡与稳定性进行深入研究具有重要意义。

低频振荡与稳定性分析是电力系统运行与控制的重要组成部分之一。分

析低频振荡与稳定性的目的在于识别潜在的问题，并提出相应的解决方案来

保障电力系统的安全稳定运行。为了进行低频振荡与稳定性分析研究，我们

需要对电力系统的各个方面进行综合考虑。

首先，电力系统的结构与拓扑对于低频振荡与稳定性具有重要影响。传

输线路的长度和参数、发电机的输出特性、负荷的特性以及变压器的耦合等

都会影响系统的振荡特性。因此，在低频振荡与稳定性分析中，需要对电力

系统的结构与拓扑进行详细的研究和建模。通过建立合适的数学模型，可以

更好地理解电力系统的振荡机制，并确定系统中可能存在的潜在问题。

其次，电力系统的控制与保护也是低频振荡与稳定性分析的重要因素。

控制系统的设计和设置直接影响着系统的稳定性。传统的自动稳定控制器可

以通过控制发电机的励磁和调节机组的输出来抑制低频振荡。此外，快速保

护装置和过电压保护装置的动作也可能引起低频振荡。因此，需要对电力系

统的控制和保护系统进行全面的分析和评估，以保证系统的稳定性。

另外，低频振荡与稳定性分析还需要考虑负荷特性、电力市场以及电力

电力系统低频振荡

电力系统低频振荡综述

1 研究背景和意义：

随着互联的电力系统规模不断扩大，电力系统的稳定性问题也越来越突出。20世纪60年代美国的西北联合系统与西南联合系统进行互联运行时，发生了功率的增幅振荡，最终破坏了大系统间的并联运行。自此之后，低频振荡一直是电力系统稳定运行中备受关注的重要问题之一。除此之外，日本、欧洲等也先后发生过低频振荡。在我国，随着快速励磁装置使用的增加，也出现了低频振荡现象[1]，如：1983 年湖南电网的凤常线、湖北电网的葛凤线；1994 年南方的互联系统；1998 年、2000年川渝电网的二滩电站的电力送出系统；2003 年2、3 月南方--香港的交直流输电系统；2005 年10 月华中电网等。以上电网都曾发生全网性功率振荡。电力系统低频振荡一旦发生，将严重威胁电网的安全稳定运行，甚至可能诱发连锁反应事故，造成严重的后果[2]。因此，对低频振荡进行深入研究并分析其控制策略具有十分重要的意义。

我国的超大规模交流同步电网的互联以及交直交混合互联电网已经初具规模，并且发展迅速。2011年12月，由我国自主研发、设计、制造和建设的，目前世界上运行电压最高、输电能力最强、技术水平最先进的交流输电工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程正式投入运行；2012年3月，锦屏－苏南±800千伏特高压直流输电线路工程全线贯通。仿真分析和现场试验结果表[3-4]：跨区交流联网特别是弱联系交流联网将带来大扰动的暂态稳定问题和小扰动的动态稳定问题，其中，大扰动后暂态功率的大范围传播和0.1Hz左右的超低频振荡对互联电网的安全构成威胁，应采取有效

电力系统低频振荡潘学萍

稳定振荡型稳定非振荡型稳定
2000-10-9
j
不稳定
j
r+ j
振荡型失稳
1
等幅振荡
j
r j
非振荡型失稳
潘学萍，2011年9月30日
3.4 关键振荡断面
针对某一个确定的系统，容易发生区域振荡的关键断面（主导振荡断面）的确定一直以来得到广泛的关注。对于长条形的弱互联系统或哑铃状系统，一般认为易发生振荡的断面处于联络线上。
j1
k1 l1
k,l, jR2
n
n
n uij h2kjl yk0 yl0ek l t
j1 k1 l1
k,l, j R2
n
j1
n k 1
n l 1
uij Ckjl
yk0
yl 0
te j t
k,l, j R2
2000-10-9
潘学萍，2011年9月30日
忽略2阶以上的高阶项
• 分岔现象
非线性Hopf分岔或鞍点分岔引起。
• 超低频振荡
认为系统中出现的超低频振荡跟发电机调速器有关。
2000-10-9
潘学萍，2011年9月30日
1、绪论 2、低频振荡机理 3、电力系统低频振荡分析方法 4、振荡监控系统
2000-10-9
潘学萍，2011年9月30日
3.1 基于模型的解析方法 • 特征根方法

电力系统低频振荡分析

引言
一
虽电力系统的励磁控制，就是通过控制励磁在所有的运行方式下都有最好的控制效果，系统的励磁电压 Ⅱ 、从而改变励磁电流Ｉ来达然它不会恶化系统的阻尼特性，在某些运行ｆ但
一
７ — １
科『Ｊｌ技论坛
科
齑
电力系统低频振荡分析
王春玉王海波
黑龙江哈尔滨１０２）５０４（、尔滨市电业局送电工区，龙江哈尔滨１０４２华电能源哈尔滨第三发电厂，１哈黑５００、
摘要：分析引起电力系统低频振荡的多种原因：缺乏阻尼、于灵敏的励磁调节、电机的电磁惯性等；点阐述了抑制电力系统低频振荡、过发重针对励磁系统稳定控制的几种对策，并从实用性角度对各种策略进行了比较。关键词：低频振荡；电力系统稳定器；抑制策略
到控制发电机运行状态的目的。调节励磁电流点上可能满足不了抑制振荡的要求。随着电力技术的发展，电网互联已成为 Ⅱ实际上是调节气隙合成磁场，大它可以使发电２１．２线性最优励磁控制（０ｃ．ＬＥ）必然趋势，跨区域、远距离、大容量的功率交换机机端电压为所需值，同时也影响了电磁转矩。根据线性最优控制原理，为电力系统状态将日频繁。趋随着电网的日扩大，益大容量机组因此．调节励磁电流可以控制机端电压和电磁变量寻找一个线性最优励磁控制规律，使得系在电网中的不断投运，快速励磁的普遍使用，低转矩。使用励磁自动控制时励磁系统便会产生统的动态品质最优。频振荡现象在大型互联电网中时有发生，现在个励磁电压变量Ｅｏ由于发电机励磁绕组ｆ２１．．３非线性最优控制（ＬＥＮＯＣ）ｆ非线性最优控制是利用微分几何作为数学低频振荡已成为威胁电网安全的重要问题，必具有电感，Ｅ在励磁绕组中产生的励磁电流变量将是一个比它滞后的励磁电流强迫分量工具，对原非线性系统进行坐标变换，使其在新须引起高度重视。电力系统之间通过联络线互联时，在小扰 Ⅱ 。这种励磁电流对励磁电压的滞后产生了一坐标系下精确的映射成为一个线性系统，然后ｅ而滞后的控制在一定条件下将利用线性系统控制理论来设计。动的作用下，发电机转子之间会发生相对摇摆，个滞后的控制，使联络线上的有功功率以很低的频率（． — 引起系统的振荡。Ｏ２２２其他抑制策略．２Ｈ）．ｚ在一定范围内波动，５称为低频振荡。１．４其它原因引起低频振荡除了励磁系统附加稳定控制，目前用来抑１频振荡产生的原因低通过研究发现电力系统的非线性动态系统制系统低频振荡的方法还有：低频振荡产生的机理比较复杂，目前主要出现奇异现象时，即使系统的全部特征根都有２２１活交直流输电系统（ＡＣＳ．．灵ＦＴ）运用阻尼转距的概念对单机无穷大系统产生低负实部，小扰动下，在非线性造成的分歧也可能但ＦＴＡＣＳ装置的作用与设备的安装地点频振荡现象的原因进行分析，认为电力系统中使系统的特性和状态发生突变，导致增幅性振及控制策略有关，还需进一步的研究完善。它在产生持续的或增幅性的低频振荡，其根本原因荡的发生。此外，不适当的控制方式也可导致系抑制低频振荡方面的应用将使低频振荡研究的是由于系统中产生了负阻尼作用，抵消了系统统低频振荡，在一些扰动中，机端电压和电磁转重点从发电侧转向输电侧，同时对电压控制及固有的正阻尼，使系统的总阻尼很小甚至为负矩对励磁电流的要求会产生矛盾，使励磁调节潮流控制具有综合意义。值。对于多机系统低频振荡的机理分析基本上不能同时满足两者的要求，至起到相反的作甚２．静止无功补偿器（Ｃ．２２Ｓ）Ｖ就是单机无穷大系统在概念上的推广。用，一定条件下将会引起系统的增幅振荡。这在ＳＣ是一种可以快速调节的无功电源，Ｖ利以上几种说法各有侧重点，都在一定程度用其可变导纳输出能够提供阻尼力矩，来抑制要抑制电力系统低频振荡，首先必须找到低频振荡产生的原因。目前来说，就低频振荡产上解释了低频振荡发生的机理，而且各种理论电力系统的功率振荡。生的原因可归结为以下几种：之间的界限很模糊。目前来说，就由于电力系统２２３．－高压直流输电系统（ＶＤ）ＨＣ１１缺乏互联系统机械模式的阻尼而引起本身的复杂性和非线性特性，低频振荡发生．对直流输电不存在低频振荡的问题，但是由低频振荡的根本原因尚未有一个整体上的统一认识．因于直流输电技术复杂，并且直流互联电网存在该观点运用阻尼转矩的概念对单机无穷此对这问题人们还在继续研究之中。自身稳定的问题，到目前为止高压直流输电的大系统产生低频振荡的原因进行了分析和解２抑制低频振荡的措施应用并不是很广泛。释。认为电力系统中产生低频振荡的根本原因理论研究表明。低频振荡实际上是系统的以上方法着重于从系统结构、负载特性以是由于系统中产生了负阻尼作用，消了系统阻尼不够，抵解决低频振荡问题，实际上就是如何及运行方式这几方面来改善系统的阻尼特性，其控制思路有两类：调整从而达到提高系统稳定性的目的。它们在实际固有的正阻尼，系统的总阻尼Βιβλιοθήκη Baidu小或为负值。增加系统阻尼的问题，使系统的阻尼很小时，如果受到扰动，系统中的功控制措施减小其带来的负阻尼或通过附加控制应用中已在一定程度上取得了良好的效果，不率振荡长久不能平息，就会造成减幅或等幅的提供额外的阻尼。由于前者的控制措施一般都过这些方法大部分都在研究之中，实际应用的低频振荡；而系统的阻尼为负值时，则将造成增是为了提高系统的稳定性、经济性或供电质量，经验还有待积累，应用的效果也有待验证。调整控制会带来其它损失，一般避免使用这一３结论幅的低频振荡。１过于灵敏的励磁调节引起低频振荡类方法。目前常用的控制方法一般都基于第二．２在互联系统中，低频振荡问题越来越成为影响电力系统稳定的重要因素，为制约互联成为了提高系统的静态稳定、暂态稳定和电种思路。压稳定，电力系统中广泛采用了数字式、在高增２１电机励磁控制．发电网电能传输的瓶颈。随着电网的扩大和电力益、高强励倍数的快速励磁系统，它使励磁系统发电机的励磁系统对于提高系统的稳定具市场对经济性的追求，电力系统越来越趋于极而且也是目前改善电力系限，对低频振荡产生原因及抑制措施的研究显的时间常数大为减小。这些快速励磁系统可对有非常重要的作用，最经济而且有效的措得紧迫而重要。本文阐述了电力系统低频振荡系统运行的变化作出快速反应，从而对其进行统稳定性措施中，为简单、控制措施及发展现状，为进一部步深人灵敏快速的调节控制。从控制方面来看，过于灵施。对低频振荡的抑制起重要作用的控制方式的起因、电力系统稳定器（Ｓ）置、ＰＳ装线性研究奠定了基础。敏的调节，会对较小的扰动作出过大的反应。而主要有三种：这些过大的反应将对系统进行超出要求的调最优励磁控制（ＯＣ）ＬＥ、非线性最优励磁控制作者简介：王春玉（９３）男，尔滨市电１７一，哈ＮＯＣ）业局送电工区．工程师。节，这些调节又会对系统造成进一步的扰动。如（ＬＥ。此循环反复，势必造成系统的振荡。目前实际的２１１电力系统稳定器（Ｓ）．．ＰＳ王海波（９８）男，电能源哈尔滨第三１７～，华电力系统运行情况也证明，在系统中使用快速电力系统稳定器是励磁系统的一个附加功发电厂，工程师。励磁系统之后，系统的低频振荡问题已日益突能，用于提高电力系统阻尼，解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。出。１－３发电机的电磁惯性引起低频振荡但是传统的ＰＳ存在着一些问题，Ｓ可能ＳＰ不Ｓ

电力系统低频振荡-潘学萍

结合现代控制理论和人工智能技术，开发智能化的低频振荡抑制系统。
提高系统的稳定性和可靠性
优化电力系统的结构和运行方式，提高系统的稳定性和可靠性。
建立完善的低频振荡监测和预警系统，及时发现和解决潜在的低频振荡问题。
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详细描述
潘学萍教授还提出了一种基于自适应滤波的低频振荡抑制方案。该方案利用自适应滤波算法，通过实时调整滤波器参数，使得滤波器能够自动跟踪并抵消低频振荡信号。该方案具有较好的自适应性和鲁棒性，能够有效地抑制低频振荡，提高电力系统的稳定性。
基于非线性控制的方案
要点一
总结词
该方案采用非线性控制理论和方法，对电力系统进行非线性建模和控制设计，以抑制低频振荡。
主要贡献
潘学萍教授提出了基于阻尼转矩的低频振荡抑制方法，有效提高了电力系统的稳定性。
针对电网中存在的非线性元件和不确定性因素，潘学萍教授提出了基于鲁棒控制理论的低频振荡抑制策略。
潘学萍教授还研究了多机电力系统的低频振荡问题，提出了一种基于状态反馈的控制器设计方法，实现了多机电力系统的协调控制。
电力系统低频振荡潘学萍
目录
• 电力系统低频振荡概述 • 潘学萍教授的研究背景与贡献 • 电力系统低频振荡的抑制方法 • 潘学萍教授的低频振荡抑制方案 • 电力系统低频振荡的未来研究方向

电力系统低频振荡分析与抑制技术研究

引言

电力系统的稳定运行对保障社会经济发展起着至关重要的作用。然而，在实际运行中，电力系统可能会出现低频振荡现象，对系统的可靠性和稳定性带来威胁。因此，对电力系统低频振荡进行深入分析与抑制技术研究具有重要意义。

一、低频振荡的原因分析

低频振荡通常是由于电力系统中存在的失稳因素引起的。这些因素包括机械振荡、电气振荡、负载变化、系统失衡等。

1. 机械振荡

机械振荡是电力系统低频振荡的主要原因之一。当发电机组和负荷系统之间出现机械共振或不适当的机械耦合时，容易引发低频振荡。

2. 电气振荡

电气振荡是电力系统低频振荡的另一个重要原因。电力系统中存在的电抗器、电容器等元件，以及线路的电感和电容耦合，都可能导致电气振荡。

3. 负载变化

负载变化也是引起低频振荡的常见原因。当负载的突变或不稳定性变化时，容易引发电力系统的低频振荡。

4. 系统失衡

电力系统中存在的不对称负载、不平衡电压等因素，也会导致系统的失衡，进而引起低频振荡。

二、低频振荡的危害分析

低频振荡对电力系统的稳定运行和设备运行安全带来很大的威胁。

1. 设备损坏

低频振荡会导致电力系统中的设备频繁振动，加速设备的老化过程，甚至引发设备损坏，给电力系统带来巨大经济损失。

2. 电压不稳定

低频振荡会导致电压的剧烈波动，这不仅对电力设备的运行稳定性造成威胁，还可能影响用户的用电质量，给社会带来负面影响。

3. 系统失效

如果低频振荡得不到及时有效的控制和抑制，可能会导致系统失效，引发电力中断事故，给电力系统的安全稳定运行带来极大隐患。

SSI方法辨识类噪声数据的振荡模式

基准值 f = 1, ζ = 0.01 f = 1, ζ = 0.1 f = 1, ζ = 0.08 ζ f ζ f ζ f
FFT ∕ 1 ∕ 1 ∕ 1
SSI 0.0099 1.0066 0.0988 1.0066 0.0791 1.0066
f% 100.66%
ζ% 99.0%
100.66%
98.8%
SSI方法辨识类噪声数据的振荡模式
电气一班顾敏 0905020111 指导老师：潘学萍
一、研究背景
电网互联
仿真模拟
辨识电力系统低频振荡
辨识wenku.baidu.com
二、电力系统低频振荡
概念：在电力系统中,输电线路并列运行时 ,在受到小扰动的作用下,发电机的转子之间有时会发生相对摇摆 ,并在缺乏阻尼的时候就会持续振荡。由于电力系统的非线性特性, 动态失稳表现为转子之间的持续振荡 , 这时输电线路上的传输功率也会发生相应振荡，这种振荡的频率一般在0.2～2.5Hz之间,故称为低频振荡(又称为功率振荡)。研究的意义:为了确定系统是否存在着弱阻尼模式本论文的研究方法:SSI方法和FFT方法
①仿真四机两区域系统，分析受扰曲线，运用SSI方法辨识出系统的低频振荡的参数。 ②设计一组表格分析比较SSI算法的辨识值与理论值，可以得出SSI算法辨识系统振荡模式的参数很准确。
SSI辨识四机两区域振荡参数