电力系统次同步振荡的抑制策略研究

研究工作提供借鉴作用。
１ 次 同步振 荡 的产生 机 制
次同步振荡的产生可以由感应发 电机效应引起 或是电气系统和汽轮发电机轴系的互作用扭振产生
的次 同步振 荡属 于 电力 系 统 电气 自激 振 荡 ［ 删。。
系统在发生故 障和合闸情况时 ，会发生相对 比 较严重的中间过渡过程 ，汽轮发电机 的暂态电量 中
有可能会产生其频率和轴系固有扭振频率相互补的
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ７ — ２ ５
时， 可能会存在 Ｓ Ｓ Ｏ发生 的威胁 ， 从而导致原来系统 失去稳定。机组作用系数法可以用来量化系统中某 台汽轮发电机组与其所连接 的特定直流输 电系统之 间的相互作用关系，进一步研究分析此汽轮机组是
要 意义 ，国 内外 专家 和学 者在 次 同步 振 荡抑 制策 略 方 面做 了大 量研究 工作 ，本 文 在查 阅大量 有关 中外 文 献 的基 础 上 ， 总结 出次 同步振 荡 的抑 制 策 略 ， 对 比 了各种 方法 的优 劣 ，为实 际 电力 系统 次 同步 振荡 的
置， 都有可能引发系统的次同步振荡 ， 有学者称之为
有研究表示 电力系统稳定器 （ Ｐ Ｓ Ｓ ） ， 特别是速度 反馈型 Ｐ Ｓ Ｓ对 次 同步振 荡 阻 尼 特性 有 很 大 的影 响 ，
速 度反 馈信 号 中次 同步 分量 较 大 以及 超前 环 节对 次
系扭振固有频率恰好互补即二者代数和与系统基准 同步频率相等时 ， 就会 因网机耦合而彼此相互激发 ，
随着 大 电 网互 联 以及 输 配 电技 术 的不 断 发展 ，
串联补偿技术在电力系统中得到广泛应用。但 国内 外学者的大量研究分析发现，串补输 电网络系统形 成 一个 电气 谐振 回路 ，如果 此 电气谐 振 回路 的 固有
频 率 与所 在 电力 系统 中 的某 台相 关汽 轮 发 电机组 轴
总第 １ ６ ３期
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ Ｃ ＡＬ ＭＡＮ ＡＧＥＭＥ ＮＴ ＡＮＤ Ｄ ＥＶＥ Ｌ ＯＰ ＭＥＮＴ
Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ １ ６ ３
Ｎｏ． １１， ２０１ ６
２ ０ １ ６年 第 １ １期
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ５ ２ ５ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ １ ４ － １ １ ３ ４ ／ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ６ ． １ １ ． ６ ３
电力 系统次 同步振 荡的抑 制策略研 究
王 云 洁
（ 江苏省电力 公司常州供 电公 司， 江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要： 阐释 了次同步振 荡的产 生机制 ， 总结 了 目前研究次 同步振 荡的 方法， 评价 了抑制次 同步振荡的策略， 并
指 出次同步振 荡的研究方向和趋势 ，为相应的抑制 策略和措施提供参 考。次同步振 荡对电力 系统产生不利影 响， 有效的抑 制策略对 于提 高电力 系统稳定性 意义重大。
发 生所 谓 的次 同步 振荡 ［ （ ｓ ｓ ｏ） 现象 。研 究表 明 ， 次
同步频率信号 的放大作用会对次 同步振荡产生较大 影响田 ］ 。学 术界 有种 观点认 为 ， 能对所 在系统 的特定
次 同 步频 率 范 围 内的 速 度 变 化 响应 灵 敏 的 任何 装
同步振荡是一种低于工频的有功振荡 ，长期作用会 使系统中的发电机组大轴 因疲劳积累以至断裂 ， 所 以次同步振荡的存在严重威胁着系统的安全运行 。 ２ ０ 世纪 ８ ０ 年代 以来 ， Ｆ Ａ Ｃ Ｔ Ｓ 技术 的广泛应用 使系统 中次同步振荡现象变得异常复杂 ，寻找能够 适应复杂系统的抑制策略迫在眉睫。 因此， 对电力系 统进行次同步振荡问题研究相应 的抑制策略具有重
关键词 ： 次同步振 荡 中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ １ ２ 产生机理 分析方法 抑制措施 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ７ ７ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ６） １ １ － ０ １ ４ ５ — ０ ３ 文献标识码 ： Ａ
引 言
量。 当在此 频率 下系 统的 电气 阻尼很小 ， 则 发 电机 轴 系将有 可 能在 对应 的电磁力 矩下 出现相对 大 幅度 的 振 荡现 象 ［ ５ ］ 。
“ 电气装 置 引起 的次 同步振荡 ” ［ ７ ］ 。
２ 次 同步振 荡分 析方 法
当前被 广泛使用 的 Ｓ Ｓ Ｏ分析方法 分为两种 ： 一种
能 被用来 分 析所研 究 系统是 否有 可能会 发 生 Ｓ Ｓ Ｏ现
象和被用来确定系统中可能发生 Ｓ Ｓ Ｏ现象的机组， 以
频 率扫描分 析法 和机组作用 系数法 为典 型 ； 另一种 能 被 用于研究分析 获得 Ｓ Ｓ Ｏ的详细特 ｌ 生， 以特征结构 分
否 有可 能会 发生 Ｓ Ｓ Ｏ现 象 。
作者简介： 王云洁（ １ ９ ８ ８ ＿） ， 女， 江苏常州人 ， 硕士， 助理工程 师，
专业是从事变电运行工作 ， 研究方向： 电力系统运行与控制。
Hale Waihona Puke Baidu
特征结构分析法是 当系统处在小扰动下 ，将待
机 械 管 理２ 开 发 ｊ ｘ ｇ ｌ ｋ ￣ ｊ ｂ ＠１ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
第３ １ 卷
研究的特定电力 系统模 型进行详细 的线性化处理 ，
大部分情况下是采用 Ｓ Ｖ Ｃ的附加控制 ， 在所有扭振 频率附加足够的正阻尼实现 。选取含有原动机扭振 模式分量的测量量作为 Ｓ Ｖ Ｃ控制器 的输入信号 ， 以 此来控制晶闸管的触发角 ， 通过改变 Ｔ Ｃ Ｒ支路 的电 流大小 ，进而调节发电机组的输 出功率 ，产生抑制
析法、 时域仿真和复转矩系数法等为代表［ ８ ］ 。 频率扫描分析法是针对系统 中一个特定的频率 而言的，是对从待研汽轮机转子往系统侧 的视在等 效阻抗计算分析 ，通常认为该视在阻抗为该频率下 系统次同步振荡等值阻抗 ］ 。机组作用系数法是针
对 与直 流输 电 系统有关 的电力 系统 Ｓ Ｓ Ｏ问题 而提 出 的一种 特定 的系统 分析 方法 。当待研 究 系统 中的某 台汽 轮机组 与 直 流输 电系 统之 间存 在一些 不 利 因素