新能源电力系统次同步振荡问题研究综述

新能源电力系统次同步振荡问题研究综述

发表时间：2019-05-05T17:10:09.640Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：刘智全

[导读] 摘要：随着我国电力电子技术的不断向前发展，新能源这个名词对我们来说越来越熟悉，甚至在我们的日常生活当中随处可见，它的广泛应用给我们带来了积极影响，例如推动我国科技发展的水平与速度，彻底改变了人民群众的日常生活。

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摘要：随着我国电力电子技术的不断向前发展，新能源这个名词对我们来说越来越熟悉，甚至在我们的日常生活当中随处可见，它的广泛应用给我们带来了积极影响，例如推动我国科技发展的水平与速度，彻底改变了人民群众的日常生活。新能源电力系统就是一个很好的体现，然而在当今社会，新能源电力系统的组成结构在不断的变化，变得越来越复杂。正因如此，新能源电力系统的次同步振荡问题也层出不穷，而引发这些问题的根源、它们的呈现形式、严重层次以及解决方法是每一个电力企业乃至全世界都高度重视的。所以本篇文章就是针对新能源电力系统次同步振荡出现的问题展开研究，并对其提出可靠的意见和相关的措施。

关键词：新能源电力系统；次同步振荡问题；研究；建议与措施

引言：

电力系统当中的次同步振荡其实就是一个专业用语，它是维持整个电力系统稳定性的重要因素之一。电力系统次同步振荡的危险系数极高，其中最为常见的、也是最严重的问题就是发电机的有关轴系会因为各种各样的影响因素从而遭到损坏，例如因为经常承担很大的转矩致使发动机长期处于一种非常劳累的状态下，从而缩短其的工作年限，甚至可能会导致发电机出现裂痕、毁坏的情况。因此我们必须高度重视电力系统次同步振荡中存在的问题并且不断的完善。

一、我国新能源电力系统次同步振荡的发展状况

在电力系统次同步振荡当中最容易发生的情况就是失去稳定性，而这一问题的发生往往是会影响整个电力系统的正常工作，从而造成重大的安全事故，因此有关的学术团体与工业行业针对这一系列的现象展开了激烈的研究与讨论，例如在1973年国际电力协会成立了次同步振荡的研究小组，引起了一股热潮。但是不得不承认，在当今社会，我国的发电主要还是依靠电力、水力，随着科学技术的不断更新与创造，电力行业正在接收着严峻的考验，我国电力系统次同步振荡的问题、形式需要进行重新梳理与定义。而电力系统的次同步振荡形式主要分为以下几种：第一种就是电力系统当中的次同步振荡，它是在整个电力系统的工作过程当中受到影响后而出现的一种非正常的机械振动状况，这时候电力系统的发动机与电网正在进行低频的能量互换。第二种就是电力系统当中的次同步谐振，它主要包括汽轮发电机的感应能力以及次同步振荡的相互作用力。第三种就是由于电力系统中次同步振荡的装置情况而产生的汽轮发电机轴系与电网之间相互连接、作用。第四种就是新能源电力系统的次同步振荡，这种新型的次同步振荡现象最早诞生是在2009年的美国。

二、我国关于新能源电力系统次同步振荡问题的研究分析

我国新能源电力系统次同步振荡的问题一直都是上升趋势，原有的问题不仅没有得到良好的解决，还增加了许多新问题，出现了许多新情况。对此我综合了我们国家当前电力系统次同步振荡问题的表现形式与特点，提出了以下几点问题：第一点就是电力系统中发电机轴系的抗疲劳能力，这一问题曾经在我国内蒙古地区多次出现大规模发电机严重疲劳工作的现象。第二点就是电力系统当中对于次同步振荡问题的风险评估能力，这一环节对于电网的实施规划有着不可缺少的重要作用，与此同时也是次同步振荡影响措施实施的根本事实。第三点就是次同步振荡的快慢和广度，这是影响电力系统同步振荡问题的关键因素，合理的监管、控制这一问题给电力系统次同步振荡带来了前所未有的考验。

图1 直流功率于电气阻尼系数的影响

三、我国新能源电力系统次同步振荡问题相关的方法措施

我国对于电力系统次同步振荡问题常用的方法有两大类型，其中第一种类型是可以快速、有效的识别所有可能发生振荡的发电机，第二种则是可以通过次同步振荡的特征形象对其做出定性、定量的评价，最后呈现出精准的数据分析，但是使用这种方法的前提条件就是必须保证次同步振荡原始凭据的真实、可靠。具体的方法有以下几种：

第一种就是利用电力系统次同步振荡的频率来考察发动机是否可以进行正常的工作，这其中是否存在着危险因素和异常，但是它也存在着一定的弊端，那就是它没有考虑其他因素，只能利用转子扰动的频率来猜测发动机组对整个电力系统的影响，如果发动机组具有其他方面的问题，它是不能够排查出来的。第二种就是对直流输电系统制定合理的计划，分析出所有可能会引起电力系统次同步振荡的问题，这种方法相对来说是比较单一的，通过这种方法就可以判断出次同步振荡的稳定性是否良好。第三种就是运用一些线性化的道具模型，准确的计算出电力系统中每一个子系统的特征值，以及相关的变量和因子，这种方法的优点在于它可以快速的找出与发动机扭动有关的质量板块，以此来进行全方位的控制和检查，例如在次同步振荡存在危险系数的情况下，迅速的进行分析检测，然后采取有效的措施，能够合理的预防危险情况的发生。除此之外，它也有一定的缺陷，那就是对整个电力系统的检测与描述只能够采用正规的渠道和网络，很难掌握多个电力系统的具体状况。第四种就是利用数学和数值来对电子系统进行全方位的排查，这种方法的优点就是它能够把每一个子系统划分得很细致，还能够准确的模仿发电机的动作、每一个系统的问题和毛病，灵活的得出每一时间变化的适时情况，缺点是它需要很长一段时间来模仿系统的运行状况，来确定次同步振荡是否安全稳定，但是这一要求在实际情况当中是很难做到的。