浅谈电力系统低频振荡的产生机理分析方法及抑制措施
电力系统低频振荡的源头识别及抑制
电力系统低频振荡的源头识别及抑制一、概述电力系统低频振荡是电力系统中一个常见的问题，会严重影响电力系统的稳定运行。
在电力系统中，低频振荡大多数都是由电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用引起的。
因此，准确地识别低频振荡的源头是电力系统治理的重要一环。
这篇文章将介绍电力系统低频振荡的源头识别及抑制方法。
二、电力系统低频振荡的概述电力系统低频振荡指的是电力系统中的频率在0.1Hz到1Hz范围内的振荡。
低频振荡会使电力系统中的负载和发电机之间的功率流动不稳定，最终导致电力系统失稳。
通常电力系统低频振荡会在发电机、输电线路、变电站和用户负载之间发生。
三、电力系统低频振荡的源头首先，电力系统中的低频振荡可能由多个因素引起，例如负载变化、容量调整、运营策略等。
然而，电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用是低频振荡的主要源头。
调节系统和功率系统之间的相互作用是指在电力系统中，调节系统监测电力系统中的电压和频率，并通过控制功率系统来保持稳定。
然而，当电力系统中的功率系统的行为与预期不符，调节系统就会试图纠正这种情况，这使得系统变得不稳定，从而导致低频振荡。
四、电力系统低频振荡的识别方法四.a 记录数据为了识别低频振荡，可以使用功率系统工具来记录数据。
其中一种工具是称为振荡解析程序的计算机程序。
这种程序可以发现低频振荡，并记录下电力系统中不同点之间的相对相位。
四.b 使用频率扫描另一种识别低频振荡的方法是使用频率扫描技术。
该技术使用一些工具将扫描信号输送到电力系统中的几个位置，以确定振荡频率和幅度。
使用该方法可以确定出低频振荡的源头。
五、电力系统低频振荡的抑制方法五.a 激励控制一种常见的低频振荡抑制方法是使用激励控制。
激励控制是指在调节系统中添加人工信号，以抑制低频振荡。
这种方法可以调节因子并纠正电力系统中可能导致低频振荡的行为。
五.b 阻尼控制另一种常见的低频振荡抑制方法是使用阻尼控制。
阻尼控制是指在电力系统中的调节器中添加阻尼控制器，在调节器中添加人工阻尼，以抑制振荡。
电力系统的低频振荡问题分析及处理措施
电力系统的低频振荡问题分析及处理措施发布时间：2022-06-01T07:50:30.742Z 来源：《新型城镇化》2022年10期作者：谢福梅[导读] 现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一，电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展，因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而，大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中，长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响，加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统，低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此，重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
谢福梅国网四川阿坝州电力有限责任公司四川阿坝州 623200摘要：现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一，电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展，因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而，大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中，长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响，加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统，低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此，重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
关键词：电力系统；低频振荡问题；处理措施目前低频振荡危害已经成为影响电力系统安全稳定运行的首要因素，对日益普遍的电力联网状况提出了更加严峻的挑战。
为了更好地推进西电东送、南北互供、全国联网的电力发展战略，强化对电力系统低频振荡的控制方法的分析，是促进国家电力事业稳定健康发展的关键途径。
1 电网振荡的分类1.1按照相关机组分类（1）地区振荡模式：地区振荡模式为少数机组之间或少数机组对整个电网之间的振荡模式。
电力系统低频振荡机理及其控制措施研究
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 ｆ １ ｚ０３ ｚ 荡现象。低频振荡现象常 出现在 长距 离 、 ０ Ｈ 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。
扰动时 ， 扰动被逐渐放大 ， 引起功率 的低频振荡。重负荷线路、
现代快速高顶值倍数的励磁系统是造成系统 出现负阻尼的主
要 原 因 。 （ １ ）
单机无穷 大系统 中发电机转子运 动方程为：
Ｔ Ｊ ： Ｄ
对于单机无穷大系统 ， 电机采用二阶模型 ， 发 转子运动方
程为：
将式（ 在工作点 附近线性化 ， １ ） 则有：
Ｔ 】 ＋ Ｄ ＋ ０ ＫＡ ８＝
式中：： Ｋ
Ａ ＝
。８， 。其特征方程为：
（） ３
ｌ 一 ｏ Ｄ∞ Ｔ ｃ △ Ｊ ｓ ８ ｌ ∞
令 Ｋ ＝
） Ｌ
Ｔ ２Ｄ ＋ ＝ Ｊ ＋ Ｋ０
可求 得其根为：
＝
ｃｓ 其特征根为 ： ０ ｏ ８，
： ± ， ＜ ＴＫ Ｄ ４ ｊ （） ８
（）
（ ５ ）
二 Ｉ：
．
：（ ∈ ； 一 ±、 ＝ ） ４ （ ∞＝ －ｏ ｊ
如果系统 阻尼为 负 ， Ｄ ０ ０＜ ， 时显然 为增 幅振荡 ； 则 ＞ ，【０ 此
式 、 一然荡 率 阻 Ｄ零 的荡 尼形式振荡的基本形式 。但是 当 Ａ ＃０时， 中Ｉ鲁 自振 频 ， 尼 为时振 Ｉ ＝ ／ 即 Ｐ 可以得到：
电力系统低频振荡分析方法探讨
关键词 ： 电力系统；低频振荡；分析方法；Prony 算法；HHT；经验模态分解； 在线辨识。
I
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
Abstract
Research on the analysis method for low frequency oscillation of power system is the basis to study the mechanism for low frequency oscillations ．With modern power networks complicated gradually，dynamic non-linear theory grown rapidly，and new equipment and technologies used widespread，the conventional analysis methods have many shortcomings． Therefore ， it is necessary to study new methods of vibration analysis in order to more effectively reveal the mechanism of oscillation of the interconnected system． This paper from the perspective of the analysis explored the issue about low frequency oscillations ． Firstly， system for low frequency oscillations of the main analytical methods are summarized， and pointed out the advantages and disadvantages of various methods and the scope of application．Secondly，Prony algorithm is Proposed in the analysis of low-frequency oscillations ， including the application of its basic principles，common indicators and setting parameters in detail，point ed out that Prony algorithm for low- frequency oscillations in power system analysis have the limitations of non- linear systems research．Thirdly， the Hilbert－ Huang （HHT） algorithm for low- frequency oscillations in nonlinear is introduced． The fault transient information from HHT and extract parameters of models were analyzed the dynamics of low- frequency oscillations and the oscillation characteristics，also between the various models with nonlinear interaction． On this basis ， then based on empirical mode decomposition （ EMD） of the Prony analysis method of low-frequency oscillations is developed． The EMD used as a pre-processing data method， it means that the Prony algorithm could overcome not only difficulty to deal with the shortcomings of non-stationary signals，as well as the problem difficult to select wavelet of small and medium-sized wavelet algorithm， but also to enable them to effectively deal with
电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析
电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析随着电力系统低频振荡对系统稳定性危害的逐渐显现，对系统低频振荡的分析越来越受到关注，本文分析了系统低频振荡产生的原因，比拟了常见的抑制低频振荡的措施，比照了优缺点，对柔性交流输电系统技术在抑制低频振荡中的应用进行展望。
【关键词】低频振荡抑制措施电力系统电力系统联网开展初期，发电厂同步发电机联系较为紧密，阻尼绕组会产生足够大的阻尼，抑制振荡开展，低频振荡在那时少有产生。
随着电网规模互联的不断扩大，出现了大型电力系统之间的互联，电力系统联系因而变得越来越密切，世界许多地区电网都发现了0.2Hz至2.5Hz范围内的低频振荡，低频振荡问题逐渐受到业内关注。
电力系统低频振荡一旦发生，如果没有及时抑制，将会导致电网不稳定乃至解列，严重威胁电力系统的稳定平安运行，甚至诱发联锁事故，造成严重后果。
1 低频振荡产生的原因1.1 负阻尼导致低频振荡有文献记载了运用阻尼转矩的方法，针对单机无穷大系统分析低频振荡的原因，最主要的原因是系统中产生负阻尼因素，从而抵消系统自有的正阻尼性，导致系统的总阻尼很小甚至为负值。
如果系统阻尼很小，在受到扰动后，系统中功率振荡始终难以平息，就会造成等幅或减幅的低频振荡。
如果系统阻尼为负值，在受到扰动后，低频振荡会不断积累增加，影响系统稳定。
1.2 发电机电磁惯性导致低频振荡电力系统中励磁控制是通过调整励磁电压来改变励磁电流，从而到达调整发电机运行工况的目的。
控制励磁电流就是在调整气隙合成磁场，它使得发电机机端的电压调整为所需值，同时也调整了电磁转矩。
故改变励磁电流大小便可以调整电磁转矩和机端电压。
在励磁自动控制时，因发电机励磁绕组有电感，励磁电流比励磁电压滞后，故会产生一个滞后的控制，滞后的控制在一定因素下会引起系统低频振荡。
1.3 电力系统非线性奇异现象导致低频振荡依据小扰动分析法，系统的特征根中有一个零根或一对虚根时，系统处在稳定边界；系统的特征根都为负实部时，系统处于稳定的；系统特征根中有一对正实部的复数或一个正实数时，系统处于不稳定。
电力系统低频振荡原理及抑制措施
电力系统低频振荡原理及抑制措施作者：王坤来源：《电子技术与软件工程》2017年第22期文章从能量守恒的角度探讨了电力系统低频振荡的原理，并根据得出的结论给出了抑制电力系统低频振荡的方案，并对本方案的一些具体细节进行探讨。
【关键词】低频振荡能量守恒定律附加电磁转矩电力系统运行机组间有时会出现低频振荡问题，影响系统的正常运行。
目前普遍采用的抑制低频振荡的方案是PSS，文献[1]对单机无穷大电网的发电机稳定性及PSS进行了分析。
1 低频振荡原理单台机组发生低频振荡时，由于发电机内部各种量耦合严重，很难给出限定条件并作出合理的假设，因此可把发电机作为一个整体采用能量守恒定律处理，并假设转子为刚体。
通常容易忽略调速的作用，认为机械转矩不变，实际上在转子摆动期间，转子转速增加，蒸汽或水流与转子导叶的相对速度减小，则导致机械转矩减小，转子转速减小时同理。
由公式可得：假设输入机械能恒定比机械转矩恒定更为合理。
发电机稳定运行状态情况下，可用公式（1）表示。
（1）此时发电机蕴含能量为转子动能和磁场能，可认为恒定，用公式（2）表示。
（2）在发生低频振荡情况下，Pe波动，假设Pm=C恒定。
根据能量守恒，忽略杂散损耗，发电机能量变动值为输入输出功率差值，即公式（3）。
（3）又有公式（4）。
（4）可得，在△t时间内，可用公式（5）表示。
（5）在低频震荡中，可认为磁场能与输出有功同向变化，可知有功功率低频振荡必然导致发电机大轴的低频摆动，且发电机转子的低频摆动与有功功率的低频振荡存在明确的反向关系。
根据上面的分析可得知电力系统低频振荡的本质是发电机转子动能与有功功率互补低频振荡。
发电机转子在匀速转动的同时叠加有低频的摆动，在电气量上表现为发电机输出功率的低频振荡，转子摆动的幅值越大，则低频振荡的幅值越大。
此外，还与磁场强度以及功角有关。
低频振荡的诱发因素较多，任何一种扰动，如果引起了转子转矩不平衡，都会造成转子的摆动，继而可能引发电力系统低频振荡。
电力系统低频振荡机理分析及控制措施研究
电力系统低频振荡机理分析及控制措施研究摘要：大区电网互联是电力系统发展的趋势，但是带来了低频振荡等问题。
本文通过理论及仿真分析手段，阐述了电力系统低频振荡产生的负阻尼机理，并提出了一种利用静止同步补偿器（STATCOM）抑制系统低频功率振荡的方法，仿真结果表明该方法能有效抑制系统低频振荡。
关键词：低频振荡,负阻尼,静止同步补偿器Abstract：The interconnection of large area power grid is the trend of the development of power system, but it brings new problems, such as low frequency oscillation. Through theoretical analysis and simulation analysis, this paper expounds the negative damping mechanism of power system low frequency oscillation, and proposes a method to suppress low-frequency power oscillation by using static synchronous compensator. The simulation results show that this method can effectively suppress the low frequency oscillation of the system.Key words：low frequency oscillation, negative damping mechanism, STATCOM0 引言随着我国电力系统规模的不断扩大，尤其是远距离、大容量、特高压输电的发展，电力系统的全国联网是我国电力工业发展的必然趋势和客观要求。
电力系统低频振荡机理及抑制措施
摘要 ：大型互联 电 网往往 容 易受到低频 振 荡的威 胁 。本 文从 低 频振 荡 的机理 、抑 制方 法 、新的发展 方向
三 个方 面较 为全 面 的 阐述 了电力 系统低 频振 荡 ，对 电力 系统低频 振 荡产 生的原 因及 控制措 施 进行 了较全
面 的概 括 、 总 结 。
关键 词 ：电力 系统
种模式 的振荡频率一般在 ０ １ １Ｈ 之间。局部 ． ～ ｚ 模式 一般 表现 为一 个 发 电厂 内 的机 组 与 系 统 中其 他机组 之 间 的摇 摆 ，其振 荡频 率一 般在 １ ３Ｈ ～ ｚ。 目前 ，低频 振荡 在各 国电力系 统 中普 遍 出现 ， 如 １９ ９２年美 国 Ｒ ｓ 的 电力 系 统 由 于一 个 故 障 ｕｈ岛 削弱 了网络 的连 接 ，从 而 在 事 故 后发 生 了局 部 模 式 的低 频振荡 ；１９ ９６年美 国 ＷＳ Ｃ系 统 由于事 故 Ｃ 引发 的 ０ ２ ｚ区域 间模 式 的低 频 振 荡 直 接 导 致 ．３Ｈ 了全 系统 的解 列 ；２０ ００年 ８月 ＷＳ Ｃ系统 再 次 发 Ｃ 生 了类 似 的低 频振 荡 。
低频 振 荡 机 理
抑 制
中 图分 类号 ：Ｔ ７ Ｍ３
文献标 识码 ：Ｂ
文章编 号 ：１ ０ ７ ４ （ ０ ０ ５－ ０ ５—０ ０ ６— ３ ５ ２ １ ）０ ０ ３ ２
１ 前 言
电力 系统 低 频 振荡 通 常 表 现 为系 统 中发 电机 问的功 角 、联 络 线 上 的潮 流 、节 点 的 电压 等 发 生 等 幅或增 幅形 式 的振 荡 ，振 荡 频 率 一 般 在 ０ １～ ． ３ ｚ 间 。低 频 振 荡 按 照 振 荡 形 式 与 机 理 的不 同 Ｈ 之 又 可 以划 分为两 种 模式 ：区域 问模 式及 局部 模式 。
电力系统低频振荡分析与抑制研究
精品文档供您编辑修改使用专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，希望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
文档全文可编辑，以便您下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!同时，本团队为大家提供各种类型的经典资料，如办公资料、职场资料、生活资料、学习资料、课堂资料、阅读资料、知识资料、党建资料、教育资料、其他资料等等，想学习、参考、使用不同格式和写法的资料，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!And, this store provides various types of classic materials for everyone, such as office materials, workplace materials, lifestylematerials, learning materials, classroom materials, reading materials, knowledge materials, party building materials, educational materials, other materials, etc. If you want to learn about different data formats and writing methods, please pay attention!电力系统低频振荡分析与抑止探究关键词：电力系统；低频振荡；控制系统设计；机组调速控制；电磁环境分析一、引言电力系统是国民经济进步的重要基础设施之一，在电力系统中，低频振荡问题一直是电力系统安全稳定运行中的重要问题，其不仅会影响到电力系统的安全可靠运行，还会对电力质量产生严峻影响，给用户带来不良体验。
电力系统低频振荡的机理分析及控制方法
电力系统低频振荡的机理分析及控制方法作者：杨虓来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期摘要现阶段电网互联程度越来越高，低频振荡成为影响电力系统稳定性的重要因素，必须采取有效抑制措施。
文中介绍低频振荡产生的机理，分析了低频振荡的影响因素，针对不同的振荡模式，提出了相应的抑制措施。
【关键词】电力系统低频振荡机理影响因素控制方法随着我国国民经济的快速发展，电力系统规模日益增大，电网互联程度越来越高，提高了发电、输电的经济性，同时也引发了电力系统稳定性下降，出现低频振荡的情况越来越多，低频振荡能够引发重大停电事故，必须引起重视。
因此，厘清电力系统低频振荡产生的机理和影响因素，同时针对不同的低频振荡模式，制定相应的抑制策略具有重要的意义。
1 电力系统低频振荡机理电力系统在正常运行时功率稳定，不会产生低频振荡，当系统出现扰动时，其频率会出现小范围的波动，这种波动称为低频振荡。
低频振荡根据作用范围和频率大小差别可以分为局部振荡和区域振荡。
其中，局部振荡一般发生在一定范围内一台电机或几台电机之间，振荡频率相对较高，通常在0.7～2.5之间。
区域振荡指的是不同区域机组间发生振荡，范围较大频率相对较低，在0.1～0.7之间。
了解低频振荡的分类，可以更方便的引起低频振荡的原因，为了更好抑制低频振荡，还需要了解其产生的机理，低频振荡机理有以下几种。
1.1 负阻尼机理由于励磁系统追求快速性、电网负荷加重及系统的连通性，使得系统阻尼下降，电力系统对一定频率的振荡表现出负阻尼特性，导致振荡短时间无法消除，该机理易理解，通常用来解释线性模型结合较好的系统的振荡，不适用于大扰动导致的振荡。
1.2 共振机理当电力系统原动机功率遭受的周期性振荡与系统固有的低频振荡接近或者相等时，容易诱发共振，这种共振具有起振快、消失快、振荡频率与扰动频率一致的特点，影响共振的因素有阻尼转机系数、同步力矩系数、扰动幅度等。
1.3 发电机电磁惯性导致的低频振荡电感性的励磁绕组在励磁电压的作用下能够产生一个相位滞后的励磁电流强迫分量，在该分量的控制下会导致低频振荡的发生。
电力系统低频振荡的机理分析及控制方法
线路 上使 用 Ｆ ＡＣ Ｔ Ｓ装置 、ＨＶＤＣ等 电力 设备 快速 的控制 性 能提供 附加控 制 。Ｆ ＡＣ Ｔ Ｓ装置 使采用 电子 设备和控制器来 提高 电力系统 的功 率输送 和稳定性 ，对输 电系统调节方便 灵活， 并且 安装方便 ，但使用成 本较高 ，装备 适应性 不够 强，易受到输入信 号和安装地 点的影响 。 电力 系统稳定器在发 电系统中应用较 多，其结 构性 简单，适应性 强，但 只对特定振 荡频率抑
频 率 与 输 入 信 号 或扰 动 信 号 间具 有 某 种 特 定 关
发 电、输 电的经济性 ，同时 也引发了 电力
￡ 稳 定 性 下 降 ， 出 现 低 频 振 荡 的情 况 越 来 越
低频振 荡能够引发重大停 电事故，必须 引 ｝ 视 。因此 ，厘清 电力系统低 频振 荡产生 的
邑 力系统 低频振荡机理
电力 系统 在 正常 运行 时功 率 稳定 ，不会 ： 低频振荡 ，当系统 出现扰动时 ，其频率会 小范围 的波动 ，这种 波动称为低频振 荡。 振荡根据作用 范围和频率大小差别可 以分 部振荡和 区域振 荡。其中 ，局部振 荡一般 ： 在一定范 围内一台电机或几 台电机 之间， 频率相 对较 高，通 常在 ０ ． ７ ～ ２ ． ５之 间。区
，
电力 系统 低频 振 荡 的影 响因 素归 根结 底 在 于系 统本身和干扰源 ，系统原 因主要表 现在 系 统结构、运行模式 、系统参数 、系 统负荷等 。 电力系统的发 电机 台数与系统结构影 响低 频振 荡的频率 ，通过弱连 接传输互联 的电网间容易 出现低频振荡 ；由于励磁系统追求 快速性 ，致 使 励磁系统时 间常数减 小， 使得 系统阻尼下降 ， 系统发生低频振 荡的概率大增 ：当电力系统受 到扰动时 ，恒 电流和恒阻抗负荷 的模型更加容
浅谈电力系统低频振荡的产生机理分析方法及抑制措施
2. 1. 4 低频振荡的自激分析法
自激分析法的基本思想是在被研究的 n机电力
系统中任选一机作为自激机将系统的其余部分进行等效 ,这样就得到
一个等效的“二阶 ”系统 , 从而可以通过迭代求解的
方法比较容易地求出此“二阶 ”系统的特征根 [16 ] 。
自激法可以有效地解决电力系统的“维数灾 ”问题 ,
但其收敛性相对 SMA 法要差 ,而且在多机系统中的
一个模式同时和几台机强相关时 ,并在这几台机作
为自激机时 ,会由于都收敛于这一模式而产生丢根
现象 ;另外 ,若多机系统的一台机和几个机电模式相
关 ,则用此机做自激机时 ,只能收敛到其中一个强相
关模式 ,此时也会导致结果失去完整性 。
2. 2 基于非线性动态方程的分歧理论分析法和时
低频振荡的自激分析法自激分析法的基本思想是在被研究的机电力系统中任选一机作为自激机将其状态变量作为保留变量而将系统的其余部分进行等效这样就得到一个等效的二阶系统从而可以通过迭代求解的方法比较容易地求出此二阶系统的特征根自激法可以有效地解决电力系统的维数灾问题但其收敛性相对法要差而且在多机系统中的一个模式同时和几台机强相关时并在这几台机作为自激机时会由于都收敛于这一模式而产生丢根现象
文献 [ 16 ]中还介绍了改进 SMA 法 ,其基本思 想如下 : (1)先形成降阶系统 X = A r ( p) Xr, 则其特 征值 λ和特征向量 u 应满足等式 [λI - A r (λ) ] u = 0; ( 2)将 A r (λ)在 λ =λ( j) 处按泰勒级数形式展开 , 则可得 :
电力系统低频振荡分析控制方法研究
电力系统低频震荡问题分析及处理措施探究
电力系统低频震荡问题分析及处理措施探究摘要：随着电力工业的快速发展和电力系统互联规模的扩大，电网的运行越来越接近稳定极限。
本文阐述了低频振荡的机理，分析了影响低频振荡的因素，并针对不同的振荡模式提出了相应的抑制措施。
关键词：电力系统；低频振荡；机制；影响因素前言随着输电容量的增加和输电成本的大幅降低，一些问题对互联电网的稳定性产生了不利影响。
在电力供应中，电力系统的过度危害越来越受到人们的重视。
我们必须提前制定对策，提高效率，为我国电力系统的稳定高效运行做出贡献。
1、电力系统低频震荡研究背景早在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，就出现了严重的功率增幅震荡现象。
电力增长和低频振荡成为影响电力系统稳定运行的重要问题之一。
电力系统出现低频振荡，一种情况是发电机转子之间的振荡，这种情况一般在一段时间后会逐渐减小。
另一种情况是发电机转子间的相对摇摆平息得很慢甚至持续增大，以致破坏了互联系统的静态稳定，最终导致互联系统的解裂。
随着电力的规模的不断扩大，电力系统中的低频震荡问题引起了相关专家的关注，成为急需解决的电力问题之一。
2、低频震荡对电力系统的危害及研究的必要性2.1电力系统低频震荡的危害如果电网的功率、电压和电流继续波动，将严重影响供电质量，电网相关部分的发展趋势将超过输电极限，导致控制系统故障，影响电网稳定运行。
从而造成电源故障和设备损坏。
2.2研究电力系统低频振荡的必要性电网互联将带来电网调峰、水电互补、电力应急保障等一系列经济效益。
电力生产和传输的效率和可靠性大大提高。
电网互联互通发展迅速，但也带来了新的问题，例如：电网内部趋势控制、电力系统安全运行、电网互联的稳定性控制和系统互联引起的区域低频振荡已成为威胁电网安全稳定运行的重要因素之一。
3、电力系统低频振荡的分类3.1地区振荡模式区域振荡模式是指同一发电厂或附近的发电机与系统中其他发电机之间的节距损失。
由于发电机转子惯性时间常数小，振动频率高达0.7~2.0Hz。
电力系统低频振荡分析与抑制技术研究
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。
三、电力系统低频振荡的分析方法为了深入研究电力系统低频振荡，并采取相应的抑制措施，有必要运用一些分析方法以明确振荡特征和原因。
1. 功率谱分析法功率谱分析法是一种常用的电力系统低频振荡分析方法，通过对信号频谱的分析，可以得到系统中的谐波与低频振荡成分。
2. 模拟实验法模拟实验法是通过搭建电力系统的模型，模拟系统振荡和失稳情况，来分析低频振荡的原因和特征。
【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。
电力系统低频振荡的MATLAB仿真毕业论文
摘要随着电网规模的不断扩大，电力系统的动态稳定性问题越来越突出，系统互联引发区域低频振荡问题严重威胁到互联电力系统的安全稳定运行。
低频振荡一旦发生时,就会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间失步而解列,会造成一个或几个区域大面积停电,使得生产、生活一时陷于瘫痪和混乱,对人民生活及国民经济造成灾难性损失。
因此有必要深入研究互联系中低频振荡的诱发机理及影响因素，进而找到有效的抑制措施。
本文简要阐述了电力系统低频振荡的产生机理和分析方法。
对进行电力系统低频振荡分析的特征分析法和选择模式分析法进行了详细说明，并对系统的特征根、特征向量、相关因子、机电回路相关比进行了公式推导。
选择模式法实现了多机系统机电模式的降阶计算，但也存在着计算精度不高和特征根“丢失”现象。
本文介绍了MATLAB/Simulink的基本特点及MATLAB软件在电力系统中的应用，以及MATLAB环境下的动态仿真工具Simulink和电力系统工具箱PSB(Power System Blockset)的功能和特点,并以MATLAB为仿真平台进行电力系统动态仿真分析。
通过编制的MATLAB计算程序分别进行了潮流和小扰动稳定仿真计算，经过比较验证，分析该区域电网是否出现低频振荡。
电力系统稳定器(PSS)结构简单、物理概念清晰，是抑制低频振荡、提高电力系统动态稳定性最为经济有效的措施，已经在电力系统中得到了广泛的应用。
本文详细的介绍了PSS的基本原理及参数设计，并提出了校验方法。
由正文的算例分析可知，需在与弱阻尼振荡模式强相关的水电厂A和水电厂B装设PSS以增加系统阻尼，抑制低频振荡。
关键词：电力系统；低频振荡；选择模式分析法；MATLAB；PSSTitle Simulation using MATLAB about Low frequency oscillation of power systemAbstractWith the growing scale and complexity of power system, the power system dynamic stability issue became a critical problem. The inter-area low frequency oscillations caused by the interconnection of weakly coupled power systems threaten the security and stability of the interconnected power systems badly. When the event of low frequency oscillations, it will cause the tie lines over-current tripping or between systerm and the systerm or unit and the systerm outof step separation. It will cause one or more area large scale blackouts,makes the production and daily life to came to palsy and confusion, breeds disastrous loss to people’s life and national economy.It is an urgent task to investigate the mechanism and influencing factors of the inter-area low frequency oscillations, and design effective measures to damp the inter-area oscillations.This article briefly introduces the formation mechanism and analysis method of low frequency oscillations. It explain the characteristic analysis method and the selective modal analysis method of power system low frequency oscillations detaily. The text also derived formulas of the eigenvalue, the eigenvectors, the relevant factor, related mechanical and electrical circuit ratio. The selective modal analysis method achives the reduce-order calculation for the electromechanical modes, but its calculation precision isn’t higher and sometimes it may lose eigenvalues.In this paper, it gives the basic characteristics and application of MATLAB/Simulink and introduces MATLAB software used in power system,as well it introduces the functions and characteristics of the dynamic simulation tool Simulink and power system toolbox PSB (Power System Blockset) in MATLAB environment. It also proceed to power system dynamic simulation analysis which used MATLAB simulation platform. Through the compilation of the MATLAB calculation program conducted power flow and small signal stability simulation calculation. After comparatively validate, analyzing the inter-area occurs low frequency oscillations or not.Power system stabilizer (PSS) has simple structure and clear concept of physical. It is themost cost-effective measures to inhibit the low frequency oscillations and inprove power system dynamic stability and has widely used in electric power system. This article describes the basic principles and parameter design of PSS in detail and proposed a calibration methods. Examples from the text of the analysis, we know that it requires to install PSS at the weak damping oscillation modes with the strong-related hydropower plant A and B in order to increase the,it can inhibit the low frequency oscillations.Keywords：Electric power system；Low frequency oscillations；The selective modal analysis method；MATLAB；PSS目次1绪论 (1)1.1 电力系统稳定的定义与分类 (1)1.2 研究电力系统低频振荡的必要性及国内外发展情况 (2)1.3 低频振荡的振荡机理 (3)1.4 本文的主要研究内容 (5)2低频振荡的特征分析法与MTALB仿真计算 (6)2.1 MATLAB简介 (6)2.2 低频振荡的分析方法介绍 (8)2.3 系统低频振荡的特征分析法 (9)2.4 MATLAB程序框图 (10)2.5 算例分析 (11)3低频振荡的选择模式分析法与MATLAB仿真计算 (15)3.1 选择模式分析法的基本原理 (15)3.2 SMA法特征根和特征向量的计算 (17)3.3 SMA法中相关因子、机电回路相关比计算 (20)3.4 MATLAB程序框图 (21)3.5 算例分析 (22)4抑制电力系统低频振荡的措施 (23)4.1 PSS的基本原理 (23)4.2 选择PSS的安装地点 (24)4.3 PSS的参数设计 (24)4.4 PSS的装设 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1 电力系统稳定的定义与分类现在，随着社会的不断进步，电力工业得到了突飞猛进的发展，并列运行在电力系统中的发电机台数越来越多，电力系统在运行中不断受到来自内部和外界的干扰，小的干扰如负荷波动，大的干扰如电路元件发生短路故障等。
电力系统中的低频振荡与稳定性分析
电力系统中的低频振荡与稳定性分析低频振荡是电力系统中一种常见的稳定性问题，其对电力系统运行的稳定性和可靠性产生重大影响。
因此，对低频振荡的分析与研究具有重要的意义。
本文将探讨电力系统中低频振荡的原因和稳定性分析方法，以及预防和控制低频振荡的措施。
低频振荡，也称为低频电力振荡、大范围振荡或系统振荡，是电力系统在满足供电负荷需求的前提下，出现频率低于50Hz（或者相邻区间内）的电力波动。
这种振荡可能导致电压和频率的异常波动，甚至引发电力系统崩溃。
低频振荡主要由两个因素引起：一是电力系统参数变化，例如负荷变动、发电机变动等；二是电力系统的固有振荡模态，例如低频振荡模态、换流变换模态等。
低频振荡的表现形式有电压振荡、功率振荡和系统频率波动等。
为了分析和评估电力系统中的低频振荡稳定性，需要基于电力系统的动态数学模型进行建模和仿真。
对于大型的电力系统，通常采用特征发电机模型和等值系统模型进行仿真。
特征发电机模型是一种简化的发电机模型，它将发电机的复杂动态特性转化为少量的参数，能够反映发电机的基本运行特性。
等值系统模型是对整个电力系统进行化简和归纳，通过减小系统规模和简化系统结构，使得仿真计算更为高效。
稳定性分析是电力系统中低频振荡问题的核心，能够帮助我们理解电力系统的动态行为和振荡机制，并提供评估和控制电力系统稳定性的方法。
稳定性分析方法主要包括：暂态稳定性分析、动态稳定性分析和静态稳定性分析。
暂态稳定性分析主要研究大范围的系统振荡，即低频振荡的起始过程，它考虑了电力系统在故障发生后的动态响应。
通过计算和模拟系统在故障后的电压和频率响应，可以评估电力系统在故障后的稳定性。
动态稳定性分析主要研究电力系统短时间内的振荡行为，例如发电机转子振荡和电压振荡等。
采用特征发电机模型和等值系统模型，可以计算和模拟电力系统的动态响应，以评估电力系统的稳定性。
静态稳定性分析主要研究电力系统在稳态条件下的振荡行为，例如电压振荡和功率振荡等。
电力系统中的低频振荡稳定控制方法研究
电力系统中的低频振荡稳定控制方法研究低频振荡对电力系统的稳定性造成了相当大的挑战，因此研究低频振荡的稳定控制方法是电力系统运行和发展的重要课题之一。
本文将介绍当前电力系统中常用的低频振荡稳定控制方法，并探讨它们的优缺点及未来的发展方向。
一、机械振荡抑制方法机械振荡是电力系统中一种可能导致低频振荡的现象。
为了抑制机械振荡的影响，可以采取以下措施：1. 降低传动系统刚度：通过在机械传动系统中使用软贴片、减振器等设计手段，可以降低传动系统的刚度，从而减小机械振荡。
2. 控制机械负载：通过调整机械负载的工作状态，如控制风机的叶片角度、调节水轮机的导叶开度等，可以减小机械振荡对电力系统的影响。
尽管机械振荡抑制方法可以在一定程度上稳定电力系统，但这些方法存在着成本高、调整复杂等问题。
因此，需要进一步研究和改进机械振荡抑制方法。
二、自动励磁控制方法自动励磁控制是电力系统中常用的一种低频振荡稳定控制方法。
其基本原理是通过调节励磁系统的控制参数，改变发电机的励磁电压，从而对低频振荡进行抑制。
目前，自动励磁控制方法主要包括以下几种：1. 励磁反馈控制：根据发电机终端电压与励磁电流之间的关系，设计合适的反馈控制策略，实现低频振荡的抑制。
2. 励磁调节器的增益调整：通过调整励磁调节器的增益参数，改变励磁系统的响应速度和稳定性，进而控制低频振荡。
3. 基于模型预测控制的励磁控制：利用系统模型对未来的振荡进行预测，并根据预测结果调节励磁系统的控制参数，实现低频振荡的稳定控制。
自动励磁控制方法具有控制效果好、响应速度快等优点，但需要精确的系统模型和较高的计算能力支持。
因此，需要在实际应用中充分考虑模型误差和计算复杂性等问题。
三、无励磁器控制方法无励磁器控制方法是一种新兴的低频振荡稳定控制方法，其核心思想是通过使用无励磁器的新型发电技术，实现低频振荡的抑制。
无励磁器发电技术包括以下几种：1. 静止无励磁器技术：利用直接转换器技术将发电机的励磁系统替换为静止无励磁器，通过电力电子器件直接控制发电机的输出电流，从而实现低频振荡的抑制。
电力系统低频振荡现象以及实例浅析
电力系统低频振荡现象以及实例浅析黄河万家寨水电站(山西偏关万家寨) 薛善启李焱刚【摘要】本文阐述了电力系统低频振荡的原因和解决的办法,并用万家寨电站低频振荡的实例进行浅析,使读者便于理解。
【关键词】电力系统;低频振荡;分析;处理1. 电力系统低频振荡的概念电力系统振荡分为同步振荡和异步两大类，同步振荡以低频振荡为主。
异步振荡是两个联络运行的系统或发电厂，因为短路事故或不同期并列等原因，系统的静态或暂态稳定招到破坏，出现异步运行传送功率电流电压发生来回中期性的振荡，这是很严重的一类电力系统事故。
而电力系统发生比较频繁的一种振荡现象却是低频振荡，这类事故多半发生在重负荷弱联系或远距离弱联系的系统或电厂之间，在联络的电厂采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
低频振荡持续的频率很低，周期一般在0.5秒到5秒之间。
低频振荡的发生一般有下面几种情况：a. 系统在负阻尼时发生的自发功率振荡。
b. 系统在受到扰动后，由于阻尼弱其功率振荡长久不能平息。
c.系统振荡模式与系统中某种功率波动的频率相同，且由于弱阻尼，使联络线上该功率波动得到放大，产生强烈的功率振荡。
d.由发电机转速变化引起的电磁力矩变化和电气回路藕合产生的机电振荡。
2．电力系统低频振荡的一般现象和判断电力系统低频振荡发生后，由于联络运行的系统间或电厂间还处于同步运行状态，所以往往让运行调度值班人员很难确认正在发生的低频振荡的现象或判断低频振荡的发生根源。
低频振荡发生时候振荡中心附近将有下面一些现象：a.系统频率发生小幅周期性的变化。
b.机组、线路功率发生周期性摆动。
c.机组、母线以及线路电压发生周期性的小幅摆动，可能出现电压越限报警。
d.省网间或大区联络线功率发生周期性摆动。
低频振荡很重要的一个特别就是电气量的周期性异常变化以及虽然同步但不稳定的运行状态，另外低频振荡的发生还可能与系统运行方式的改变息息相关。
比如多条联络线运行的某电厂与变电站间某条联络线退出运行等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
总之 ,上面的几种观点 ,都从某一方面解释了低 频振荡的发生机理 ,但鉴于电力系统本身的复杂性 和非线性特性 ,所以到目前为止对电力系统低频振 荡这一现象的根本原因尚无定论 ,有待本领域的广 大科研人员进一步探讨 。
2 常用的分析方法
电力系统低频振荡常用的分析方法主要有 :基 于线性化理论的特征值分析法和基于非线性动态方 程的分歧理论分析法 、时域仿真 。 2. 1 基于线性化理论的特征值分析法 2. 1. 1 低频振荡的全部特征值分析法 [ 16～18 ]
现而变小 ,不稳定区域扩展到了左半平面 ;若参数的 变化使得临界点的曲率系数 β < 0, 则系统将会由
L yap unov意义下的增幅不稳定振荡跃变为轨道稳定
的非线性振荡 ,即为超临界分歧 。所以我们可以看
出 ,分歧点的曲率系数决定分歧后系统的运行轨迹 。
文献 [ 10 ]通过实例验证得出 ,在各种运行方式下 ,
2. 1. 4 低频振荡的自激分析法
自激分析法的基本思想是在被研究的 n机电力
系统中任选一机作为自激机 , 将其状态变量作为保
留变量 ,而将系统的其余部分进行等效 ,这样就得到
一个等效的“二阶 ”系统 , 从而可以通过迭代求解的
方法比较容易地求出此“二阶 ”系统的特征根 [16 ] 。
自激法可以有效地解决电力系统的“维数灾 ”问题 ,
行轨道无论其初始点如何接近 ,其运行轨迹都将随
时间变化而截然不同 。文献 [ 13 ]针对低频振荡的
参数进行分析得出了如下结论 : ( 1) 仅有阻尼而无
周期性负荷扰动时 ,系统不会出现混沌振荡 ; ( 2 )
在周期性扰动负荷的作用下且当扰动负荷的值超过
一定范围的时候 ,系统出现混沌振荡 ; ( 3 ) 在周期 性负荷扰动下 ,当阻尼系数接近某一数值时 ,系统发 生混沌振荡 。
系统参数 ) 而言 , 首先将其在平衡点处展开得 X =
A x + F^ ( x,μ) ,其中
A
=
9F 9x
x
= 0、F^ ( x,μ)
= F ( x,μ)
- A x,则当 μ变化时 , 非线性系统 x = F ( x,μ)可能
从一种响应跃变为另一种响应 ,我们称联结这两种
响应的现象为分歧 。如果是从 Lyapunov意义下的
文献 [ 16 ]中还介绍了改进 SMA 法 ,其基本思 想如下 : (1)先形成降阶系统 X = A r ( p) Xr, 则其特 征值 λ和特征向量 u 应满足等式 [λI - A r (λ) ] u = 0; ( 2)将 A r (λ)在 λ =λ( j) 处按泰勒级数形式展开 , 则可得 :
78
第 33卷 第 2 005年 5月
9期 1日
继R
电器
ELA Y
Vo l.
M ay
33 1,
No. 9 2005
浅谈电力系统低频振荡的产生机理 、分析方法及抑制措施
李 强 , 袁 越 , 周海强
(河海大学电气工程学院 ,江苏 南京 210098)
摘要 : 随着电力工业的迅猛发展 ,电力系统的规模越来越大 ,在获得更高的可靠性和经济性的同时 ,大型互联 电力系统的低频振荡严重危及了系统的安全运行 。该文简要介绍了电力系统低频振荡的产生机理和常用分 析方法 ,也给出了低频振荡的抑制措施 ,并指出了未来的发展方向 。 关键词 : 低频振荡 ; 特征值分析 ; 电力系统稳定器 中图分类号 : TM712 文献标识码 : A 文章编号 : 100324897 (2005) 0920078207
λ ( j)
)
-1
(A r
(λ( j)
)
-
9A r 9λ
λ( j)
λ ( j)
)。
这一改进的 SMA 法不仅具有牛顿法的二阶收
敛速度 ,而且不必形成原高阶系统的系数矩阵 A 而
仅需形成降阶系数矩阵 A r ( p) ,从而大大节省机时 。 此外 ,在形成 A r ( p)的过程中 , 励磁 、调速系统的传 递函数均得以保留 , 从而可以为调节器的参数设置
免丢根和收敛到非机电模式的情形 。
2. 1. 3 低频振荡全维部分特征值分析法
文献 [ 21 ]指出 ,这一方法就是将全系统微分方程
的系数矩阵 A 变换成维数与之相同的另一矩阵 Aτ, 使 A 中所关心的一个或一小部分特征值变成 Aτ 中 最大的一个或几个特征值 ,然后通过合适的计算方法
得出 Aτ的按模递增或递减的顺序排列的特征值 ,最 后通过反变换就可以得出我们所关心的特征值 。
自 F. Demello在文献 [ 3 ]中最先提出低频振荡 的欠阻尼机理后 ,学术界逐渐取得了共识 。这一理 论认为低频振荡是由于在特定情况下系统提供的负 阻尼作用抵消了系统电机 、励磁绕组和机械等所产 生的正阻尼 ,在欠阻尼的情况下扰动将逐渐被放大 , 从而引起系统功率的振荡 。
还有一种比较特殊的欠阻尼情况就是当扰动的 频率与系统固有频率相同时 ,系统可能产生共振型 的欠阻尼低频振荡 。文献 [ 5 ]指出 ,若系统阻尼为 零或者较小 ,则由于扰动的影响而出现不平衡转矩 , 使得系统的解为一等幅振荡形式 ,当扰动的频率和 系统固有频率相等或接近时 ,这一响应就会因共振 而被放大 ,从而引起共振型的低频振荡 。共振机理 的低频振荡归根结底还是由于系统阻尼不足而引 起 ,因此 ,笔者将其归入欠阻尼情形 。这种低频振荡 具有起振快 、起振后保持同步的等幅振荡和失去振 荡源后振荡很快衰减等特点 ,是一种值得注意的振 荡产生机理 。 1. 2 发电机的电磁惯性引起的低频振荡
稳定性态突然跃变为非线性 。
文献 [ 9, 10 ]根据 Hopf分歧理论 ,指出系统在
临界点附近发生亚临界分歧的条件是临界点处的曲
率系数 β > 0, 从而系统的动态行为出现了奇异 , 即
特征根仍在虚轴左侧时系统就开始不稳 , 出现了增
幅性的低频振荡 , 此时稳定域由于亚临界分歧的出
电力系统的低频振荡在国内外均有发生 ,当系 统中的发电机经输电线并联运行时 ,不可避免的扰 动会使各发电机的转子相对摇摆 ,若系统阻尼不足 就会引起持续振荡 。基于发电机转子的惯性时间常 数较大 ,故振荡频率较低 ,这就是低频振荡的来源 。 低频振荡 (又称功率振荡或机电振荡 )常发生在长 距离 、重负荷输电线上 ,特别是在采用快速高放大倍 数的励磁系统中更容易出现功率振荡 [ 2 ] 。系统发 生低频振荡以后会产生两种结果 :一是振荡的幅值 持续增长 ,使系统的稳定遭到破坏 ,甚至引起系统解 列 ;二是振荡的幅值逐步减小 ,或通过恰当的措施平 息振荡 。因此 ,对电力系统低频振荡的机理进行研 究 ,并采取相应的抑制措施具有十分重要的意义 。
0 引言
随着互联电力系统的规模日益增大 ,系统互联引 发的低频振荡问题已成为危及电网安全运行 、制约电 网传输能力的最主要因素之一 。电力系统出现的振 荡按所涉及的范围和振荡频率的大小大致分为两种 类型 :局部模态 (Local Modes)和区域间模态 ( Interar2 ea Modes) 。局部振荡模态是指系统中某一台或一组 发电机与系统内的其余机组的失步 。由于发电机转 子的惯性时间常数相对较小 ,因此这种振荡的频率相 对较高 ,通常在 1～2 Hz之间。区域间振荡模态是指 系统中某一个区域内的多台发电机与另一区域内的 多台发电机之间的失步 。由于各区域的等值发电机 的惯性时间常数比较大 ,因此这种振荡模态的振荡频 率较低 ,通常在 0. 1～0. 7 Hz之间 [2 ] 。
域仿真
2. 2. 1 Hopf分歧理论分析法
系统发生 Hopf分歧后 ,需要求解的问题是 :分 歧发生的方向和分歧后系统是否稳定 ,而它们分别 决定于横截条件和曲率系数 。因此 ,只要求解出横 截条件和曲率系数就可以知道系统的运行状态 。对 于 2维空间来说 ,曲率系数的求解较为简单 ,但若为 高维系统则须将高维非线性空间向低维流型简化 , 约化 的 方 法 主 要 有 : 中 心 流 型 理 论 、Lyapunov 和 Schm it方法等 [ 22 ] 。文献 [ 12 ]提出了采用复变量的 方法对高维非线性空间进行约化 ,并用数值方法避 开解析求导 ,在一阶偏导基础上直接计算相关的 2 阶 、3阶偏导数 ,求得了曲率系数 ,成功完成了多机 电力系统非线性振荡的研究分析 。 2. 2. 2 时域仿真
近 40年来 ,电力工作者在低频振荡这一领域取 得了丰硕的成果 ,不仅提出了详细完整的分析方法 , 也提出了许多有效的控制方法 ,为未来更大规模系 统的互联奠定了基础 。
1 低频振荡的产生机理
在低频振荡研究领域 ,世界各国的专家 、学者提 出了一些不尽相同的低频振荡产生机理 ,主要的观 点有以下几种 : 1. 1 欠阻尼机理
现的 ,而动态分歧包括 Hopf分歧 、循环往复式分歧
和倍周期分歧 ,它们的产生机理各不相同 ,具体参见
相关文献 [ 7 ] 。
20世纪 80年代中期 , Abed和 Varaiya首先揭示
了电力系统中的非线性奇异现象 ,并指出这种现象
是由于 Hopf分歧引起的 [ 7 ] 。所谓 Hopf分歧就是对 非线性系统 X = F ( x,μ) ( x ∈Rn , n ≥2, μ∈R 均为
但其收敛性相对 SMA 法要差 ,而且在多机系统中的
一个模式同时和几台机强相关时 ,并在这几台机作
为自激机时 ,会由于都收敛于这一模式而产生丢根
现象 ;另外 ,若多机系统的一台机和几个机电模式相