电力系统低频振荡的抑制.ppt

电力系统低频振荡的抑制 组员： 刘 方 李洪福 李沐锟 杨智超 刘耀远 李家任 韦宇平 一，引言 随着西电东送和全国联网工程的实施，我国即将形成世界上屈指可数的超大规模复杂电网。但随着电网规模的日趋庞大,局部地区的扰动可能会影响整个电网的正常运行,甚至出现国内外均未见报道的一些异常动态行为。如由于电网规模庞大和复杂, 导致各子网暂态稳定水平下降, 输电线路传输功率极限较联网前更低于热稳极限, 我国已于2003年九月联网后观察到全系统出现频率低至0.13Hz的超低频振荡,暂态不平衡功率跨区域传播, 及由于联络线的功率振荡幅值远远大于预期的计算结果,致使整个互联电网的阻尼明显下降等现象。 二，电力系统低频振荡 1，电力系统低频振荡的定义：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。 2，电力系统低频振荡的分类 3，电力系统振荡的结果 三，低频振荡基本原理 1，低频振荡的产生：电力系统中各发电机通过输电线路并列运行时，在扰动下某些发电机转子之间会出现相对摆动，若阻尼不足则会发生持续的振荡。 2，低频振荡的性质： 低频振荡的性质取决于系统阻尼。（1）当系统阻尼足够大时（2）当系统阻尼大于零，但阻尼很小时，称为弱阻尼（3）当系统阻尼小于零时，称为负阻尼。 四，低频振荡的抑制措施 3，高压直流输电系统（HVDC）调制 * * 电力系统低频振荡 2 低频振荡的抑制措施 4 低频振荡基本原理 3 3 引言 3 1 电力系统低频振荡分为两种类型 1，局部模态（Local Modes） 2，区域间模态（Interarea Modes） 1 2 从发电机角度来看 ：保持同步运行；失去同步 。 从系统的角度来看：稳定遭到破坏，系统解列；振荡的幅值逐步减小，平息振荡。 3，低频振荡产生的机理——欠阻尼机理 ：低频振荡产生的机理比较复杂,目前主要运用De Mello提出的阻尼转矩的概念对单机-无穷大系统产生低频振荡现象的原因进行分析和解释. 低频振荡产生的根本原因是由于系统中产生了负阻尼,抵消了系统固有的正阻尼,使得系统的总阻尼很小或为负值.在欠阻尼的情况下,一旦出现扰动,将逐渐被放大,从而引发功率振荡.对于多机系统的振荡机理就是对单机-无穷大系统概念上的推广.一个多机系统会出现多个不同频率的振荡,每一个频率的振荡称为一个低频振荡模式,也称为机电振荡模式.一般认为在一个由n台发电机组成的系统中,对应的机电振荡模式会有n-1个,但通常只关心负阻尼和阻尼不足的模式. 对低频振荡机理的分析表明,抑制它的关键是减小系统的负阻尼或通过附加控制提供额外的阻尼.因此，抑制低频振荡的措施主要可分为以下两个方面，即一次系统对策和二次系统对策。 在长距离输电线路上装设静止无功补偿器作电压支撑 采用直流输电方案，避免功率振荡 采用串联电容，减少送受端的电气距离 增强网架，减少重负荷输电线 1，低频振荡的抑制措施 一次系统对策 采用非线性最优励磁装置改善系统动态性能 直流输电的附加控制或直流功率提供附加阻尼 利用静止无功补偿器的附加控制 采用电力系统稳定器PSS作为励磁附加控制 二次系统对策 采用线性励磁控制装置改善系统动态性能 但一次系统的对策受经济、环境等因素的制约较大，难以无限制地使用。利用二次系统来抑制低频振荡，具有价格低、易实现、性能良好，以及经济效益显著等优点，是抑制低频振荡的主要方法。 2，利用电力系统稳定器PSS抑制电力系统的低频振荡 　 PSS最早是由美国学者F P demello和C Conco2dri提出的。其基本原理是在自动电压调节AEF的基础上,辅以转速偏差(Δω) 、功率偏差(ΔPe 或ΔPd ) 、频率偏差(Δf)中的一种或两种信号作为附加控制,产生与Δω同轴的附加力矩,增加对低频振荡的阻尼,以增强电力系统动态稳定性。 这里只分析以发电机电功率为输入信号的工作原理。在Δδ—Δω矢量图上（图1）, 与发电机转速ω正方向同相的力矩为正阻尼力矩, 与发电机功角δ正方向同相的力矩为正同步力矩,由于励磁系统中发电机的励磁机等均有一定惯性, 造成发电机内电势ΔEq及电磁力矩ΔTe1滞后Δδ一角度?1, 因此, 励磁系统的滞后特性, 使其电磁力矩在ω轴上产生一个负阻尼力矩。由于励磁系统的负阻尼是产生低频振荡的主要因素, 为了改善系统的阻尼状况,PSS取一ΔPe为输人量, 该电功率经PSS的超前一滞后环节后输出一滞后于-ΔPe的电压量ΔUpss, 将此电压量加人励磁调节器, 其产生的电磁力矩ΔT将滞后于ΔUpss一角度?2。由矢量图图1可知