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电力系统振荡的原因及危害

前言

XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂，它同原有XXXX公

司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV线路向系统送电，地处京

津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组，其发电

机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。

根据国家十五计划实现全国联网的要求，华北电网规定，新建大型发电机组励磁

系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行，为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电

力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求，2003年

6月18日，在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。

2低频振荡产生原因分析及危害性

电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上，

或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随

着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调

节特性，提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消

了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成为负值，以至系统在扰动作用后的功

率振荡长久不能平息，甚至导致自发的低频振荡，低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风

险管理世界

低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，

严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。

3PSS原理及其作用

为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应，人们对传统励磁

系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器，向其中注入某些附加控制信号，使

之可以提供正的阻尼，平息振荡，这就是PSS最基本的原理。PSS作为一种附加励磁控制环

节，即在励磁电压调节器中，通过引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服励磁调节器

引起的负阻尼，控制量可以采用电功率偏差(P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、

和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。它不仅可以补偿励磁调节器的负阻尼，而且

可以增加正阻尼，使发电机有效提高遏制系统低频振荡能力。

尽管PSS已是成熟的普遍技术，但它仍是消除互联电网负阻尼低频振荡最经济有

效的方法。当系统规模较小、互联程度较低时，系统振荡不明显，PSS整定不为人们所关注。

但在当今大电网互联迅速发展的情况下，PSS的作用已经引起人们的高度重视。1994年我

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事后分析表明，若在此系统的主力机组

上加装，可以有效地阻尼振荡，防止有严重后果的动态稳定破坏

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4PSS的构成和传递函数

早期的PSS由分立元件构成，在微机式励磁调节器中PSS由软件构成，我厂3#、

4#机组均是哈尔滨电机厂生产的三机无刷励磁发电机组,型号为QFSN-600-2YH，励磁调节

器采用英国ROLLS-ROYCE(简称R-R)公司的数字式励磁调节器，PSS完全由软件构成，其

PSS输入信