电力系统小干扰稳定性研究的新进展

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1、电力系统小干扰稳定性研究的新进展第19卷第2期2007年4月电力系统及其自动化ProceedingsoftheCSU—EPSAVo1.19No.2Apr.2007电力系统小干扰稳定性研究的新进展周双喜,苏小林(清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京1OO084)摘要:叙述了电力系统小干扰稳定性分析和控制方面已有的研究成果和新进展,评述了它们的机理和适用性.结合我国电力系统结构和运行特点,提出了小干扰稳定性分析和控制研究需进一步开展的工作.?关键词:小干扰稳定性;电力系统;分析和控制;发电重新调度;能源电力系统稳定器;正规形;Prony分析;Hopf分岔中图分类号:TM711文献标识码:A

2、文章编号:1003—8930(2007)02—0001—08AdvanceofStudyonSmallDisturbanceStabilityofPowerSystemsZHOUShuang-xi,SUXiao—lin(StateKeyLabofPowerSystems,DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thispaperdescribesanoverviewonattainedachievementsanddevelopmentsandtherecenttren

3、dofsmalldisturbancestabilityanalysisandcontrolofpowersystems,andcommentsontheirmechanismandapplicability.ConsideringstructuralandoperationalcharacteristicsofpowersystemsinChina,thispaperproposesopinionsaboutfuturestudiesonsmalldisturbancestabilityanalysisandcontrolofpowersystems.Keywords:smalldistu

4、rbancestability;powersystems;analysisandcontrol;generationesehedulingmethods;energysurecpowersystemstabilizer;normalform;Pronyanalysis;Hopfbifurcation1前言现代电力系统正向着大型,甚至超大型互联电力系统发展.电力系统互联有许多优势,但也易出现复杂的稳定性问题.由于环境,生态,公众等因素的影响,电厂和电网建设受到限制.同时,由于负荷需求逐年增加和电力企业对运行效率和效益的追求,不断增大输电线路的输送功率,将使电力系统的运行条件变得更为紧张,容易出

5、现电力系统小干扰稳定性问题.电力系统小干扰稳定性已成为制约电力传输容量的主要因素之一.自上世纪60年代末以来[1],国内外电力科技工作者开展了大量的研究和实践工作,并取得了很大成效叫.小干扰稳定性的研究工作主要表现在以下几个方面:1)小干扰稳定性机理和分析方法的研究小干扰稳定性机理大多是根据发电机转子运动和转矩特性进行分析.众所周知,电力系统受到收稿日期:2006—12-15;修回日期:2006—12-27小扰动之后可能出现的不稳定通常有两种形式:①由于同步转矩不足,发电机转子角逐步增大;②由于有效阻尼转矩不足,转子角增幅振荡.在现代电力系统中,小干扰稳定性问题通常是因阻尼不足所引发的低频振

6、荡问题.对于低频振荡机理研究,提出了负阻尼机理,共振或强共振机理,非线性机理.它们都与系统本身的固有结构和参数有关,其中共振机理还与扰动信号有关.在机理研究方面已取得的共识主要有:小干扰稳定性是指遭受小扰动后系统保持同步的能力;小扰动是指扰动后的系统状态可用系统运行点附近的线性化方程描述;小干扰稳定性问题通常是由于系统阻尼不足引起的一种增幅功率振荡;小干扰稳定问题可能是局部的,其振荡频率在(0.7～2.0)Hz;也可能是全局的,其振荡频率在(0.1～0.7)Hz;小干扰不稳定通常发生在重负荷长距离输电的情况下;发电机励磁方式及其在系统中的位置,?2?电力系统及其自动化2007年4月负荷特性及

7、其在系统中的位置,系统中如灵活交流输电系统FACTS(flexiblealternatingcurrenttransmissionsystems),高压直流输电系统HVDC(highvoltagedirectcurrent)等的调节以及系统运行条件(负荷水平,大功率传输)等对小干扰稳定性有着重要影响;通过加强网络,附加电力系统稳定器PSS(powersystemstabilizer),FACTS和HVDC等的