电力系统低频振荡机理及其控制措施研究.pdf

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1、42<电气开关>(2010．No．5)文章编号：1004—289X(2010)05-0042—03电力系统低频振荡机理及其控制措施研究李道霖，张双平(1．三峡电力职业学院，湖北宜昌443000；2．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌43002)摘要：首先分析了电力系统低频振荡的负阻尼振荡机理、产生负阻尼的系统条件；同时根据低频振荡的共振机理理论。分析了发电机二阶模型和考虑励磁特性的三阶模型产生共振振荡的机理；然后讨论了由于电力系统的非线性奇异现象引发的低频振荡的振荡起因和条件；最后，针对低频振荡问题提出

2、了相关控制策略，并指出了其发展新动向和研究热点。关键词：低频振荡；阻尼振荡；共振机理；电力系统稳定器中图分类号：TM712文献标识码：BStudyonLowFrequencyOscillationMechanismandControlMeasuresofPowerSystemsL／Dao—lin，ZHANGShuang-ping(1．ThreeGorgesVocatiomalCollegeofElectricPower，Yichang443000，China；2．CollegeofElectricalE

3、ngineering&NewEnergy，ThreeGorgesUniversity，Yichang43002，China)Abstract：Firstly，Thepaperpresentsthenegativedampedoscillationmechanismandtheconditionofgeneratingnega-tivedampingsystem．Thenaccordingtotheresonancemechanicstheory，ithasanalyzedthesecond—orderm

4、odelofgen—eratormechanicsandthethree—orderresonancemodelmechanicsinwhichtheexcitationcharacteristicsiSconsidered．Meanwhile，thisarticlediscussesthecausesandconditionsofthelowfrequencyoscillation，whichisowingtononlinearsingularphenomenonforthepowersystem；F

5、inally，thecorrelationcontrolstrategyandthenewn℃ndresearchesareputforwardaccordingtodevelopmentofthelowfrequencyoscillation．Keywords：lowfrequencyoscillation；negativedamping；resonancemechanism；powersystemstabilizerd261引言==p一D(1)随着互联电力系统规模日益增大，电力系统的稳式中：——发电

6、机惯性时间常数；p——等值发电机的输入机械功率；p：EUsi一发电机输出的电定性问题越来越突出。在大区域交流电网的互联过程∑中，系统中出现了超低频(0．1～0．3Hz)振荡现象。功率；——转子的机械阻尼系数；艿一机组转子角。低频振荡现象常出现在长距离、重负荷输电线路。由将式(1)在工作点附近线性化，则有：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，+D+髓(2)有必要对电力系统低频振荡产生的原因及抑制低频振式中：K：。Sao，其特征方程为：荡的措施等方面

7、进行的分析。“∑A+DA+=O(3)2电力系统低频振荡产生机理可求得其根为：-+／D2-2．1电力系统低频振荡的负阻尼机理D-4TjK·,vA11。，2：——————————一一：Ol+-j·w(‘4)单机无穷大系统中发电机转子运动方程为：(电气开关>(2010．No．5)43A1齐次解之和。假设输入的扰动量△P形式为：e．2=(一±√l—)∞=±』∞(5)(rlcostot+r2sintot)，则式(9)的特解可以表示为：式中=√—一自然振荡频率，即阻尼D为Y=e(COSO)t+k2sintot)(1

8、0)零时的振荡频率；为阻尼比。代人式(9)计算得：=去×D一∞=机组转子角增量△6在扰动后的过渡过程，将相对无穷大系统做角频率为∞的等幅振荡。有阻尼时设置A=(A一∞)+6A+K，B=2A+Dto，D#0，振荡角频率≠∞，但一般变化不大，：一。若考虑输人扰动为等幅振荡，即A=O，则：当系统总的阻尼为正时，D>0，<0，说明系统受到扰动后会发生减幅振荡，最终会回到初始状态，系统是稳{rA：：K—Tr，J()定的；当系统总的阻尼为负时，D<0，