多扰动源同时作用下的强迫功率振荡扰动源定位-电力系统及其自动化专业论文.docx

西安理 西安理工大学硕士学位论文 目录 目录 万方数据 万方数据 1万方数据 1 万方数据 Key words: power systems; resonance mechanism; forced power oscillation ;disturbance source; ii 目 录 1 绪论 1 1.1 课题的研究目的和意义 1 1.2 电力系统低频振荡的简单介绍 1 1.2.1 电力系统低频振荡的含义 1 1.2.2 电力系统低频振荡的机理分析 3 1.2.3 电力系统低频振荡的研究方法 4 1.2.4 电力系统低频振荡的抑制措施 6 1.3 本文的研究内容 8 2 共振型低频振荡的机理分析及影响因素研究 9 2.1 低频振荡的共振机理 9 2.2 共振机理的影响因素 10 2.3 强迫功率振荡的扰动源性质 11 2.4 强迫型功率振荡的扰动源定位方法 12 2.5 强迫型功率振荡的治理方法 14 2.6 本章小结 15 3 多扰动源同时作用下的强迫功率振荡系统特性分析 17 3.1 多机系统小干扰稳定性的特征分析法 17 3.2 多机系统强迫功率振荡的机理 19 3.3 基于多机系统的仿真分析 21 3.3.1 仿真系统的描述 21 3.3.2 系统小干扰稳定分析 21 3.3.3 仿真分析 22 3.4 结论 29 4 基于能量函数的强迫功率振荡扰动源定位 31 4.1 振荡过程中的功能转换 31 4.1.1 强迫型功率振荡稳态响应 31 4.1.2 系统的功-能关系 32 4.2 强迫振荡扰动源定位的能量函数方法 33 4.3 通过仿真进行扰动源定位 35 4.3.1 根据 Prony 分析结果计算能量函数 35 4.3.2 验证定位结果 38 4.4 本章小结 39 5.总结与展望 41 5.1 全文总结 41 2万方数据 2 万方数据 1万方数据 1 万方数据 5.2 展望 41 致谢 43 参考文献 45 附录 1 49 绪论 绪论 西安理 西安理工大学硕士学位论文 1 绪论 1.1 课题的研究目的和意义 由于大电网的互联，逐渐产生了电力系统低频振荡。在大电网互联初期，同步发电机 间有着紧密的联系，阻尼绕组能够产生很大的阻尼，因此很少发生低频振荡。从20世纪60 年代，在美国北部MAPP的西北、西南联合系统尝试互联运行时出现低频振荡现象以来， 伴随着电网的逐渐扩大、不断在电网中投入大容量机组、快速励磁装置的普及，在大电网 中低频振荡现象就时常发生。由于低频振荡有周期长、波及面广、频率低的特点，因此会 很大的危害到电力系统，所以低频振荡是电力系统稳定运行的研究工作中备受关注的问题 之一，同时也是电力系统研究一直以来的重点之一。 现如今被广泛接受的低频振荡发生机理是负阻尼机理[1]，就是说发电机组运用了快速 高倍数励磁调节器，所以就出现了负阻尼，它可以使系统的全部阻尼很小甚至为负值，当 电力系统受到外界扰动时，扰动就会逐渐被增大，近而使功率发生增幅振荡，不能持续在 一个稳定的状态下运行。根据负阻尼机理设计的电力系统稳定器，它向电力系统供应了足 够的正阻尼，因而减弱了低频振荡的发生几率。但是在实际的电力系统（比如北美和加拿 大系统）当中，就曾出现过几次共振型低频振荡，这种现象用负阻尼机理是没有办法解释 的。最近几年我国也发生过几次共振型低频振荡现象，例如河北省电网的保安线上曾几次 发生过低频振荡事故，虽然根据负阻尼机理使用了PSS，可是振荡仍然常有发生；南方互 联电网“4.26”振荡事件致使电力系统解列等。很明显，此类低频振荡极大的威胁到了电 力系统的运行安全，因此怎样能够顺利地解释和处理共振型低频振荡问题，就变的十分重 要了。在电力系统共振型低频振荡这方面，现有的研究大多数都是依据单机无穷大系统的 来分析的。多机系统产生共振的前提、振荡的影响要素及振荡分布的特点有别于单机无穷 大系统，当前此类研究还需进一步深入。其实多机系统有几个固定的振荡模式，当电力系 统中有适应的扰动源时，这些固定模式就会有被激发导致共振的可能性，对于生活中多机 系统的各个模式发生共振型低频振荡的现象来仔细解析，理解并且解决此类振荡现象就很 有意义了。伴随着电力系统的电网规模越来越大、系统结构逐渐复杂，电网的固定振荡形 式多、振荡形式密集的特性愈发明显。共振型低频振荡受到扰动源的作用较大，但是电力 系统中扰动源的特点与布局又是没有规律的，依据复杂电力系统密集振荡模式的特性，就 有很大可能致使几个振荡模式一起产生共振或者在几个振荡模式之间互相产生作用从而 导致共振。多个振荡模式产生共振的特点是振荡波及范围大、参加机组多，给系统造成的 后果更加严重。由此可见，研究多个振荡模