水电机组引起的超低频振荡特性及抑制措施研究

作者：刘少博; 王德林^*; 马宁宁; 邓伟; 周鑫; 吴水军; 和鹏

来源：中国电机工程学报, 2019, 39(18): 5354-5582.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.181611

• 超低频振荡
• 特征分析法
• 阻尼转矩分析法
• 相位补偿原理
• 调速器侧电力系统稳定器

近年来,直流孤岛送出系统中陆续出现了振荡频率低于0.1Hz的超低频振荡现象,严重危害电网的安全稳定运行。研究表明,由于水电机组中存在水锤效应,若调速器控制参数设置不合理,系统的阻尼和稳定性会恶化,水电机组比例过高会使得系统中出现超低频振荡。针对此问题,首先建立含PID型水电机组调速器的多机系统线性化状态空间模型,求解出超低频振荡模式。然后,采用阻尼转矩分析法分析调速器控制系统的阻尼特性,并提出一种基于相位补偿原理的调速器侧电力系统稳定器(governorpowersystem stabilizer,GPSS)设计方法,可以通过GPSS来增加调速器控制系统阻尼,从而抑制系统的超低频振荡。最后,在3机9节点系统中,采用特征分析法,根据参与因子和根轨迹对超低频振荡特性进行分析得出:调速器控制系统确实深度参与了超低频振荡现象,通过合理设置调速器控制参数可以增大超低频振荡模式的阻尼比。同时,在单机单负荷和4机2区域仿真系统中验证了该文所设计的GPSS抑制超低频振荡的有效性。

• 单位
  云南电网有限责任公司电力科学研究院; 云南电力试验研究院（集团）有限公司; 云南电力试验研究院(集团)有限公司; 西南交通大学