超低频振荡中的区间联络线功率振荡现象及机理.pdfVIP

第44 卷 第17 期 2020 年9 月10 日 Vol.44No.17 Sept.10，2020 DOI：10.7500/AEPS20191129005 超低频振荡中的区间联络线功率振荡现象及机理 徐 广1，2，3 ，方勇杰1，2，3 ，李兆伟1，2，3 ，吴雪莲1，2，3 ，刘福锁1，2，3 ，李 威1，2，3 （1. 南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106； 2. 国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 211106； 3. 智能电网保护和运行控制国家重点实验室，江苏省南京市 211106） 摘要：超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡，一般认为不存在相对振荡情 况。然而，在实际区域互联电网的研究中发现，系统频率在超低频振荡的同时，区间交流联络线功 率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象，首先，基于分区域等值的统一频率模 型，仿真分析了超低频振荡中联络线功率振荡的现象和特征。然后，基于阻尼转矩理论定义了区域 电网的综合频率调节效应系数，继而从线性系统稳态频率响应视角提出该现象的发生机理，并讨论 了影响因素。研究表明，如果区域之间的综合频率调节效应系数存在差异，即使在超低频振荡达到 稳态振荡后，也会导致区间联络线发生与超低频稳态振荡频率相同的功率振荡。最后，以实际电网 算例进行了验证，并讨论了该现象可能存在的危害。 关键词：超低频振荡；一次调频；频率振荡；阻尼转矩；调速器；功率振荡 0 引言 现了多机模型向单机模型的等值简化。在超低频振 荡的抑制措施方面，文献［14-16］提出对水电调速器 近年来，国内外电网在实际运行中发生了一些 ［1-7］ 的比例-积分-微分（proportional-integral-derivative， 频率振荡事件 ，现象过程区别于传统的低频振 PID）参数进行优化调整以减小调频过程中的负阻 荡 ，称之为超低频振荡 （ultra-low frequency 尼项，文献［17-18］通过在调速器侧增加附加阻尼控 oscillation，ULFO）。该类事件多发生在水电高占 制环节以增大正阻尼项，实现调频过程的结构优化。 比、直流大外送的送端电网，影响水电能源的安全稳 目前，在水电调速器对超低频振荡影响方面的 定送出，因此对超低频振荡进行研究意义重大。目 研究成果已较为丰富，部分学者的研究方向逐渐转 前，判断系统发生超低频振荡应基于以下基本特征： 向其他元件或环节对超低频振荡的影响。如文献 ①振荡频率极低，应小于0.1Hz，远低于低频振荡的 ［19］研究了励磁环节对振荡模式的影响，并讨论了 0.2~2.5Hz范围；②振荡幅值小，频率振幅基本处 电力系统稳定器抑制超低频振荡的方法，文献［20- 于一次调频范围内；③机组振型一致，同步电网内的 23］则分别研究了调速器死区和延时等非线性环节 机组转子转速参与同一模式振荡；④属于频率模式 对超低频振荡的影响，这些成果完善了超低频振荡 ［8］ 振荡 ，与调速器动态强相关 ，区别于机电模式