低频振荡现象的机理和研究现状 ppt课件

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低频振荡分类
目前国内外学术界的经典观点（IEEE/CIGRE以及Kundur的专著）：低 频振荡属于小信号稳定性问题，可能是局部的，也可能是全局的
大致可分为局部模式振荡和区域间模式振荡两种
一般来说，涉及机组越多、区域越广，则振荡频率越低
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我国的低频振荡事例
1986年6月，广东、广西、香港互联电网广东、香港联络线－广九线 上发生了多次幅度较大的低频功率振荡，采取降低联络线传输功率等 措施不能平息振荡，有分析认为，振荡是由于周期负荷扰动引起的， 并非负阻尼引起的自发振荡。
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基本概念—动态稳定
《电力系统安全稳定导则》DL 755-2001中的规定
动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调 节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。
过程可能持续数十秒至几分钟。后者包括锅炉，带负荷调 节变压器分接头，负荷自动恢复等更长响应时间的动力系 统的调整，又称为长过程动态稳定性。
低频振荡现象的机理和研究现状
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背景：大区联网带来的最主要威胁
联网后运行方式更复杂
电网的安全稳定分析与控制的难度加大
联网后局部故障影响范围扩大，在某些情况下可能诱发恶 性连锁反应
联网后区域电网内部一些断面的暂态稳定极限降低
动态稳定问题趋于严重，成为影响电网稳定的一个主 要因素
华北华中联网的案例：交流同步电网规模成倍扩大，联网 后系统的振荡频率大幅度降低，从联网前的0.3Hz左右降 低为0.13Hz左右；在相同方式下，即使辛嘉线潮流为零， 也可能引发系统的负阻尼振荡，并随着跨区联络线和区域 电网内部主要断面输送潮流的增加而进一步恶化
早期关于低频振荡的记录和研究
1964.10.29美国NWPP记 录的频率振荡过程
中间包括西北电网和西 南电网联络线解列的操 作
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早期关于低频振荡的记录和研究
1971年记录的功率振荡，±90MW，约0.14Hz
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ຫໍສະໝຸດ Baidu频振荡分类
局部问题 0.7-2.5Hz
局部模式，又称为就地模式
系统中的一台或几台发电机对系统其余部 分发生的转子角振荡，类似单机无穷大系 统的情况
机间或者站间模式
局部几台临近机组之间的振荡
全局问题 0.1-0.7Hz
区间模式
系统分成两部分，其间发生的振荡（0.10.3Hz)
系统中几ppt课组件 发电机之间发生的振202荡1/2（/6 09.第49-页
电磁力矩的分量
在转子角摇摆时同步机电磁力矩的变化包含两个分量
同步力矩分量： 与转子角变化同相位 表示发电机维持同步运行 的能力
阻尼力矩分量： 与转速变化同相位 表示发电机减小振荡幅 值的能力
PKK 如果发电机的同步力E 矩分量不S足将导致非D 周期失稳（或非振荡失稳）
如果发电机的阻尼力矩分量不足将导致振荡失稳（低频振荡）
电压失稳问题有时与长过程动态有关。
与快速励磁系统有关的负阻尼或弱阻尼低频增幅振荡可能 出现在正常工况下，系统受到小扰动后的动态过程中，称 之为小扰动动态稳定，或系统受到大扰动后的动态过程中， 一般可持续发展10～20s后，进一步导致保护动作，使其 它元件跳闸，问题进一步恶化。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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2021/2/6 14 第14页
我国的低频振荡事例
1984年2－3月台湾电网发生多次低频振荡，均在系统总负荷较轻但电 网南北主要输电通道上潮流较重的情形下出现，
其中一次功率振荡幅值为±70MW（正常输送950MW），振荡频率为1.1Hz，持续时间达 15分钟。 分析认为，台湾电网的长链式电网结构使机电振荡模式的阻尼较弱引发了低频振荡
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基本概念—低频振荡
电力系统低频振荡
发电机的转子角、转速，以及相关电气量，如线路功率、母线电压等发生近似等幅或 增幅的振荡，因振荡频率较低，一般在0.1－2.5Hz，故称为低频振荡。
低频振荡是随着电网互联而产生的
联网初期，同步发电机之间联系紧密，阻尼绕组可产生足够的阻尼，低频振荡少有发 生 随着电网互联规模的扩大，高放大倍数快速励磁技术的广泛采用，以及受经济性、环 保等因素影响下电网的运行更加接近稳定极限，在世界各地许多电网陆续观察到低频 振荡
我国的低频振荡事例
1992年8月3日，山东黄岛电厂运行的三台机组的有功、定子电流发生 低频摆动现象，同时系统其他电厂机组出力、系统周波、青岛地区主 要联络线潮流也都有摆动现象。
经特征值计算和分析认为，黄岛4号发电机有功出力在60－100MW之间 时，调速系统存在不平滑调节，相当于给系统注入一个扰动，黄岛电 厂与青岛电厂之间振荡频率为1.25Hz、阻尼比为0.041的振荡模式被 激发出来，导致出现低频振荡现象。
通过时域仿真和更深入的特征值分析可以说明这一点。此
外，该事件中初始运行电压较低，但可以验证即使电压在
正常的水平下，不稳定的事件同样会发生
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1996年8月10日美国西部大停电事故
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我国的低频振荡事例
1984年广东与香港联网运行，2月到5月间发生了数十次弱阻尼或负阻 尼的低频振荡，在全网都有不同程度的反应，随着联络线输送功率的 增加和降低可以诱发和平息振荡
1996年8月10日美国西部大停电事故
导致系统最终失稳的根本原因是区域间的增幅低频振 荡，属于小干扰稳定问题。
美国电科院发布的《WSCC的系统扰动稳定性研究》的 报告指出
HVDC和AGC调整对系统振荡的阻尼和频率有:一定的影响， 但根本原因在于事故发展过程中电网的结构
系统发生线路和机组掉闸后形成的网架结构本身就存在小 干扰不稳定问题，有0.28Hz的负阻尼振荡模式