勵磁控制與電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定

1、 勵磁控制與電力系統(tǒng)的勵磁控制與電力系統(tǒng)的 小干擾穩(wěn)定性小干擾穩(wěn)定性 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 朱方朱方 20062006年年8 8月月1515日日2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所21 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù) n勵磁控制系統(tǒng)最基本和最重要的任務(wù)是維持發(fā)勵磁控制系統(tǒng)最基本和最重要的任務(wù)是維持發(fā)電機端（或指定控制點）電壓為給定值。電機端（或指定控制點）電壓為給定值。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自動電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證同步發(fā)電機端電壓靜我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自動電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證同步發(fā)電機端電壓靜差率小于差率小于1%1%。 這就要求勵磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益（穩(wěn)態(tài)增益）不小這

2、就要求勵磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益（穩(wěn)態(tài)增益）不小于于100p.u100p.u（對水輪發(fā)電機），或（對水輪發(fā)電機），或200p.u200p.u（對汽輪發(fā)電機）。（對汽輪發(fā)電機）。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所31 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n主要原因有主要原因有3 3個：個：n第一，保證電力系統(tǒng)運行設(shè)備的安全。第一，保證電力系統(tǒng)運行設(shè)備的安全。 發(fā)電機運行規(guī)程規(guī)定大型同步發(fā)電機運行電壓正常變化范圍為發(fā)電機運行規(guī)程規(guī)定大型同步發(fā)電機運行電壓正常變化范圍為 5%5%，最，最高電壓不得高于額定值的高電壓不得高于額定值的110%110%。n第二，保證發(fā)電機運行的經(jīng)濟性。第二

3、，保證發(fā)電機運行的經(jīng)濟性。 規(guī)程規(guī)定，大型發(fā)電機運行電壓不能低于額定值的規(guī)程規(guī)定，大型發(fā)電機運行電壓不能低于額定值的90%90%，當(dāng)發(fā)電機電壓低，當(dāng)發(fā)電機電壓低于于95%95%時，發(fā)電機應(yīng)限負(fù)荷運行，其他電力設(shè)備也有這個問題。時，發(fā)電機應(yīng)限負(fù)荷運行，其他電力設(shè)備也有這個問題。n第三，提高維持發(fā)電機電壓能力的要求和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要第三，提高維持發(fā)電機電壓能力的要求和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要求在許多方面是一致的。求在許多方面是一致的。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所41 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n勵磁控制系統(tǒng)的重要任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的重要任務(wù)n勵磁控制系統(tǒng)的重要任務(wù)

4、是提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。勵磁控制系統(tǒng)的重要任務(wù)是提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。n電力系統(tǒng)穩(wěn)定可分為功角（機電）穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和電力系統(tǒng)穩(wěn)定可分為功角（機電）穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定等。頻率穩(wěn)定等。n功角穩(wěn)定包括靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。功角穩(wěn)定包括靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。n勵磁控制系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的改勵磁控制系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的改善，都有顯著的作用，而且也是改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定的善，都有顯著的作用，而且也是改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定的措施中，最為簡單、經(jīng)濟而有效的措施。措施中，最為簡單、經(jīng)濟而有效的措施。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所51 1、勵磁控制

5、系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高靜穩(wěn)定的作用同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高靜穩(wěn)定的作用EqdsqXUEPesinsinEdsXUEPetUstXUUPesinLTTeLTTddLTTddXXXXXXXXXXXXXX2121212022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所61 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n設(shè)設(shè)UtUt=1.0,=1.0,UsUs=1.0,=1.0,發(fā)電機并網(wǎng)后運行人員不再手動去發(fā)電機并網(wǎng)后運行人員不再手動去調(diào)整勵磁調(diào)整勵磁, ,則無電壓調(diào)節(jié)器時的靜穩(wěn)極限、有能維持則無電壓調(diào)節(jié)器時的靜穩(wěn)極限、有能維持E E恒定的調(diào)壓器時的極限、有能維持發(fā)電

6、機端電壓恒定恒定的調(diào)壓器時的極限、有能維持發(fā)電機端電壓恒定的調(diào)壓器時的靜穩(wěn)極限分別為：的調(diào)壓器時的靜穩(wěn)極限分別為：0.40.4、1.01.0和和1.431.43。 n維持發(fā)電機電壓水平的要求與提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定維持發(fā)電機電壓水平的要求與提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定極限的要求是一致的，是兼容的。極限的要求是一致的，是兼容的。當(dāng)勵磁控制系統(tǒng)能當(dāng)勵磁控制系統(tǒng)能夠維持發(fā)電機電壓為恒定值時夠維持發(fā)電機電壓為恒定值時, ,不論是快速勵磁系統(tǒng)不論是快速勵磁系統(tǒng), ,還是常規(guī)勵磁系統(tǒng)還是常規(guī)勵磁系統(tǒng), ,靜態(tài)穩(wěn)定極限都可以達到線路極限。靜態(tài)穩(wěn)定極限都可以達到線路極限。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究

7、所71 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n以某省電網(wǎng)外送斷面為例，計算勵磁控制對靜態(tài)穩(wěn)定的影響。以某省電網(wǎng)外送斷面為例，計算勵磁控制對靜態(tài)穩(wěn)定的影響。 該省發(fā)電機原采用該省發(fā)電機原采用EqEq恒定模型計算，后進行了勵磁模型的參數(shù)實測，對恒定模型計算，后進行了勵磁模型的參數(shù)實測，對勵磁性能不達標(biāo)的機組進行整改，全面提高了勵磁控制的技術(shù)性能。該省勵磁性能不達標(biāo)的機組進行整改，全面提高了勵磁控制的技術(shù)性能。該省電網(wǎng)外送電力的主要通道共三回電網(wǎng)外送電力的主要通道共三回500kV500kV線路。發(fā)電機采用線路。發(fā)電機采用EqEq恒定和恒定和EqEq”、EdEd”變化（使用實測勵磁模型參數(shù)）兩種模

8、型，外送斷面的靜穩(wěn)極限示于變化（使用實測勵磁模型參數(shù)）兩種模型，外送斷面的靜穩(wěn)極限示于 表表1-11-1 某省外送斷面靜穩(wěn)定極限某省外送斷面靜穩(wěn)定極限 發(fā)電機及勵磁模型發(fā)電機及勵磁模型EqEq恒定恒定詳細(xì)模型及實測勵磁詳細(xì)模型及實測勵磁靜穩(wěn)極限靜穩(wěn)極限3446 MW3446 MW3864 MW3864 MW采用采用EqEq”、EdEd”變化模型和實測勵磁參數(shù)的靜穩(wěn)極限比采用變化模型和實測勵磁參數(shù)的靜穩(wěn)極限比采用EqEq恒定的靜穩(wěn)恒定的靜穩(wěn)極限增加極限增加418 MW 418 MW ，提高了，提高了12.112.1 。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所81 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)

9、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用 1 1、提高勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。提高勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 2 2、勵磁系統(tǒng)頂值電壓響應(yīng)比越大，勵磁系統(tǒng)輸出電壓達到頂值勵磁系統(tǒng)頂值電壓響應(yīng)比越大，勵磁系統(tǒng)輸出電壓達到頂值的時間越短，對提高暫態(tài)穩(wěn)定越有利。的時間越短，對提高暫態(tài)穩(wěn)定越有利。 3 3、充分利用勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)，也是發(fā)揮勵磁系統(tǒng)改善暫態(tài)穩(wěn)充分利用勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)，也是發(fā)揮勵磁系統(tǒng)改善暫態(tài)穩(wěn)定作用的一個重要因素。定作用的一個重要因素。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所91

10、 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性的影響仍用某省外送斷面的暫穩(wěn)極限說明。勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性的影響仍用某省外送斷面的暫穩(wěn)極限說明。計算故障為三回外送線路中的一回，送端三相短路、計算故障為三回外送線路中的一回，送端三相短路、0.10.1秒切秒切 除故障線。除故障線。n1 1、全網(wǎng)發(fā)電機采用、全網(wǎng)發(fā)電機采用EqEq恒定模型恒定模型n2 2、全網(wǎng)發(fā)電機采用、全網(wǎng)發(fā)電機采用EqEq” 、EdEd”變化模型和實測勵磁參數(shù)變化模型和實測勵磁參數(shù)發(fā)電機勵磁模型發(fā)電機勵磁模型EqEq恒定恒定實測勵磁參數(shù)實測勵磁參數(shù)暫穩(wěn)極限暫穩(wěn)極限 MWMW2219221926662666不同發(fā)電機、勵磁

11、系統(tǒng)模型對輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定的影響不同發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)模型對輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定的影響全網(wǎng)采用實測的勵磁參數(shù)全網(wǎng)采用實測的勵磁參數(shù), , 某省外送斷面的暫穩(wěn)極限比全網(wǎng)發(fā)電機某省外送斷面的暫穩(wěn)極限比全網(wǎng)發(fā)電機采用采用EqEq恒定的暫穩(wěn)極限高恒定的暫穩(wěn)極限高447 MW447 MW，暫穩(wěn)極限提高，暫穩(wěn)極限提高2020 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所101 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高動態(tài)穩(wěn)定的作用同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高動態(tài)穩(wěn)定的作用n分析證明，勵磁控制系統(tǒng)中的自動電壓調(diào)節(jié)作用，是造成電力系分析證明，勵磁控制系統(tǒng)中的自動電壓調(diào)節(jié)作用，是造成

12、電力系統(tǒng)機電振蕩阻尼變?nèi)酰ㄉ踔磷冐?fù)）的最重要的原因之一。在一定統(tǒng)機電振蕩阻尼變?nèi)酰ㄉ踔磷冐?fù)）的最重要的原因之一。在一定的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下，電壓調(diào)節(jié)作用，在維持發(fā)電機電的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下，電壓調(diào)節(jié)作用，在維持發(fā)電機電壓恒定的同時，將產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用。壓恒定的同時，將產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用。n許多研究表明，在正常實用的范圍內(nèi)，勵磁電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼許多研究表明，在正常實用的范圍內(nèi)，勵磁電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用會隨著開環(huán)增益的增大而加強。因此提高電壓調(diào)節(jié)精度的要作用會隨著開環(huán)增益的增大而加強。因此提高電壓調(diào)節(jié)精度的要求和提高動態(tài)穩(wěn)定的要求是不兼容的。求和提高動態(tài)穩(wěn)定的要求是不兼容的。 202

13、2年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所111 1、勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)n同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高動態(tài)穩(wěn)定的作用同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)對提高動態(tài)穩(wěn)定的作用n解決這個不兼容性的辦法有：解決這個不兼容性的辦法有： n1 1、放棄調(diào)壓精度要求，減少勵磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益。這對靜態(tài)穩(wěn)定性、放棄調(diào)壓精度要求，減少勵磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益。這對靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性均有不利的影響，是不可取的。和暫態(tài)穩(wěn)定性均有不利的影響，是不可取的。n2 2、電壓調(diào)節(jié)通道中，增加一個動態(tài)增益衰減環(huán)節(jié)。這種方法可以達到既電壓調(diào)節(jié)通道中，增加一個動態(tài)增益衰減環(huán)節(jié)。這種方法可以達到既保持電壓調(diào)節(jié)精度，又可減少

14、電壓調(diào)壓通道的負(fù)阻尼作用的兩個目的。保持電壓調(diào)節(jié)精度，又可減少電壓調(diào)壓通道的負(fù)阻尼作用的兩個目的。但是，這個環(huán)節(jié)使勵磁電壓響應(yīng)比減少，不利于暫態(tài)穩(wěn)定，也是不可取但是，這個環(huán)節(jié)使勵磁電壓響應(yīng)比減少，不利于暫態(tài)穩(wěn)定，也是不可取的。的。n3 3、在勵磁控制系統(tǒng)中，增加附加勵磁控制通道，即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器在勵磁控制系統(tǒng)中，增加附加勵磁控制通道，即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSSPSS。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器即PSSPSS是使用最廣、最簡單而有效的附加勵磁控制。是使用最廣、最簡單而有效的附加勵磁控制。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所122 2、勵磁系統(tǒng)的分類、勵磁系統(tǒng)的分類n按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)

15、分類直流勵磁機勵磁系統(tǒng)直流勵磁機勵磁系統(tǒng)交流勵磁機勵磁系統(tǒng)交流勵磁機勵磁系統(tǒng) 交流勵磁機不可控整流勵磁系統(tǒng)交流勵磁機不可控整流勵磁系統(tǒng) 交流勵磁機可控整流勵磁系統(tǒng)交流勵磁機可控整流勵磁系統(tǒng)靜止勵磁系統(tǒng)靜止勵磁系統(tǒng)2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所132 2、勵磁系統(tǒng)的分類、勵磁系統(tǒng)的分類n按勵磁電壓響應(yīng)速度分類按勵磁電壓響應(yīng)速度分類常規(guī)勵磁常規(guī)勵磁快速勵磁快速勵磁高起始勵磁高起始勵磁2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所14 1-1-發(fā)電機定子發(fā)電機定子 2-2-發(fā)電機勵磁繞組發(fā)電機勵磁繞組 3-3-滅磁開關(guān)滅磁開關(guān) 4-4-滅磁電阻滅磁電阻 5-5-直流勵磁機直流勵磁

16、機 6-6-直流勵磁機勵磁繞組直流勵磁機勵磁繞組 7-7-手動調(diào)節(jié)電阻手動調(diào)節(jié)電阻 8-8-強勵開關(guān)強勵開關(guān) 9-9-自動勵磁調(diào)節(jié)器自動勵磁調(diào)節(jié)器 圖圖 2-1 2-1 直流勵磁機勵磁系統(tǒng)原理圖直流勵磁機勵磁系統(tǒng)原理圖2.12.1 直流勵磁機勵磁系統(tǒng)直流勵磁機勵磁系統(tǒng)2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所152.2 2.2 交流勵磁機不可控整流器勵磁系統(tǒng)交流勵磁機不可控整流器勵磁系統(tǒng)1-1-副勵磁機副勵磁機 2-2-調(diào)節(jié)器功率單元調(diào)節(jié)器功率單元 3-3-主勵磁機勵磁繞組主勵磁機勵磁繞組 4-4-主勵磁機主勵磁機 5-5-靜止整流器靜止整流器 6-6-發(fā)電機磁場繞組發(fā)電機磁場繞組 7-

17、7-發(fā)電機發(fā)電機 8-8-電壓互感器電壓互感器 9-9-電流互感器電流互感器 K-K-滅磁開關(guān)滅磁開關(guān) R-R-滅磁電阻滅磁電阻 圖圖 3-1 3-1 交流勵磁機不可控整流器勵磁系統(tǒng)原理圖交流勵磁機不可控整流器勵磁系統(tǒng)原理圖 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所162.3 2.3 交流勵磁機可控整流器勵磁系統(tǒng)交流勵磁機可控整流器勵磁系統(tǒng)ZLHZLH交流主勵磁機自勵恒壓系統(tǒng)交流主勵磁機自勵恒壓系統(tǒng) KZ-KZ-可控整流橋可控整流橋 FLQ-FLQ-發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)電機轉(zhuǎn)子 F-F-發(fā)電機定子發(fā)電機定子 YH-YH-電壓互感器電壓互感器 LH-LH-電流互感器電流互感器 圖圖4-1 4-1

18、 交流勵磁機可控正流器勵磁系統(tǒng)原理圖交流勵磁機可控正流器勵磁系統(tǒng)原理圖 在我國使用的交流勵磁機可控整流器勵磁系統(tǒng)，絕大部分是隨發(fā)電機在我國使用的交流勵磁機可控整流器勵磁系統(tǒng)，絕大部分是隨發(fā)電機一起從俄羅斯和捷克等國家進口的。發(fā)電機容量從一起從俄羅斯和捷克等國家進口的。發(fā)電機容量從200MW200MW1000MW1000MW不等。不等。國內(nèi)基本沒有正式生產(chǎn)這種勵磁系統(tǒng)。國內(nèi)基本沒有正式生產(chǎn)這種勵磁系統(tǒng)。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所172.4 2.4 自并勵勵磁系統(tǒng)自并勵勵磁系統(tǒng)KZ-KZ-可控整流橋可控整流橋 FLQ-FLQ-發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)電機轉(zhuǎn)子 F-F-發(fā)電機定子發(fā)電機定

19、子 YH-YH-電壓互感器電壓互感器 LH-LH-電流互感器電流互感器 LB-LB-勵磁變壓器勵磁變壓器 圖圖5-1 5-1 自并勵靜止勵磁系統(tǒng)自并勵靜止勵磁系統(tǒng) 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所182.4 2.4 自并勵勵磁系統(tǒng)自并勵勵磁系統(tǒng)n自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：n無旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡單，軸系短，穩(wěn)定性好；無旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡單，軸系短，穩(wěn)定性好；n勵磁變壓器的二次電壓和容量可以根據(jù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要求而單獨設(shè)計。勵磁變壓器的二次電壓和容量可以根據(jù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要求而單獨設(shè)計。n響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能好，有利于提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)

20、穩(wěn)響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能好，有利于提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。定性。n自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的主要缺點是，它的電壓調(diào)節(jié)通道容易產(chǎn)生負(fù)阻尼自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的主要缺點是，它的電壓調(diào)節(jié)通道容易產(chǎn)生負(fù)阻尼作用，導(dǎo)致電力系統(tǒng)低頻振蕩的發(fā)生，降低了電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。作用，導(dǎo)致電力系統(tǒng)低頻振蕩的發(fā)生，降低了電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。n通過引入附加勵磁控制（即采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器通過引入附加勵磁控制（即采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器-PSS-PSS）, , 完全可以克服完全可以克服這一缺點。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的正阻尼作用完全可以超過電壓調(diào)節(jié)通道的這一缺點。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的正阻尼作用完全可以超過電壓調(diào)節(jié)通道的負(fù)阻尼作用，從

21、而提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。這點，已經(jīng)為國內(nèi)外電負(fù)阻尼作用，從而提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。這點，已經(jīng)為國內(nèi)外電力系統(tǒng)的實踐所證明。力系統(tǒng)的實踐所證明。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所193 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （1 1）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所203 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （2 2）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所213 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （3 3）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所223 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （4 4）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所

22、233 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （5 5）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所243 3、計算用勵磁模型計算用勵磁模型 （6 6）2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所254 4、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析n上世紀(jì)年代，北美學(xué)者上世紀(jì)年代，北美學(xué)者ConcadiaConcadia和和DeMelloDeMello采用考慮發(fā)電機暫態(tài)電勢采用考慮發(fā)電機暫態(tài)電勢E Eq q變化的飛變化的飛利普斯海佛容（利普斯海佛容（Phillips-HeffromPhillips-Heffrom）模型）模型（單機（單機無限大母線系統(tǒng)）無限大母線系統(tǒng)）, ,揭示了

23、發(fā)生電揭示了發(fā)生電力系統(tǒng)低頻振蕩的物理本質(zhì)。力系統(tǒng)低頻振蕩的物理本質(zhì)。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所264 4、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析n在一定的電力系統(tǒng)運行條件下（例如遠(yuǎn)距離、在一定的電力系統(tǒng)運行條件下（例如遠(yuǎn)距離、重負(fù)荷等），自動電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的阻尼力矩重負(fù)荷等），自動電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的阻尼力矩分量與轉(zhuǎn)速變化反方向，因而是負(fù)阻尼力矩分分量與轉(zhuǎn)速變化反方向，因而是負(fù)阻尼力矩分量；當(dāng)自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼分量超過發(fā)電量；當(dāng)自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼分量超過發(fā)電機的固有正阻尼分量時，就會發(fā)生低頻振蕩，機的固有正阻尼分量時，就會發(fā)生低頻振蕩，電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻

24、尼作用是產(chǎn)生低頻振蕩的根電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用是產(chǎn)生低頻振蕩的根本原因。本原因。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所27一機無限大系統(tǒng)小信號模型一機無限大系統(tǒng)小信號模型4K1KMS1S0D2K5KSdTKK0313SeTeK16KqEtVfdET TM4 4、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析、電力系統(tǒng)低頻振蕩機理分析2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所28 圖圖4-2 4-2 勵磁控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)SdTKK0313SeTeK12K5K6KeP2g1geEdeKKKsTsTKKKKKsGEC6303352)1)(1 ()(2022年3月17日中國電力科學(xué)研究

25、院系統(tǒng)研究所29由于由于GEC(s)的遲后作用，當(dāng)?shù)倪t后作用，當(dāng)K5為負(fù)時，電壓調(diào)節(jié)產(chǎn)生負(fù)阻尼如圖為負(fù)時，電壓調(diào)節(jié)產(chǎn)生負(fù)阻尼如圖3-2 (a)所示，由電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩所示，由電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TE在在軸上的投影軸上的投影為負(fù)。為負(fù)。 5KqEK6tUtUpssTpssUg21gd(a)(b)AVR及及PSS產(chǎn)生的阻尼轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的阻尼轉(zhuǎn)矩(a) AVR產(chǎn)生負(fù)阻尼產(chǎn)生負(fù)阻尼; (b) PSS產(chǎn)生正阻尼產(chǎn)生正阻尼2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所305 5、 PSS原理及框圖fePVsTsT1)1)(1()1)(1(4231sTsTsTsTKVePsTsT1sTK1pKKe

26、PVePsTsT1ePpKVsTsT1KK信號變換隔直超前-遲后放大限幅輸出匹配相位校正1R2R1R2R1R2R(a)(b)(c)(a) 通用框圖通用框圖; (b) 輸入信號為輸入信號為 (c) 輸入信號為輸入信號為ePeP2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所315 5、 PSS原理及框圖計算程序中的計算程序中的PSS模型模型 KPKVK00eePP 0ttVV 111wwSTST2111STST4311STST+ maxsVminsVsV6511STST221wwSTSTPSS PSS 的數(shù)學(xué)模型通用表達式的數(shù)學(xué)模型通用表達式2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所325

27、 5、 PSS原理及框圖n加速功率信號加速功率信號PSS的原理的原理 用標(biāo)幺值表示，在速度變化不大時，可用功率代替轉(zhuǎn)矩，則關(guān)系用標(biāo)幺值表示，在速度變化不大時，可用功率代替轉(zhuǎn)矩，則關(guān)系式變?yōu)橐祈椇笥袑懗善钚问?，式變?yōu)橐祈椇笥袑懗善钚问?，d/dtd/dt用用S S代替，得代替，得emPMSP0因中含有各種噪音，上式右端乘因中含有各種噪音，上式右端乘G(S)G(S)濾波濾波 )()(0SGPMSPem加速功率為：加速功率為：eeaPSGPsMP)()(02022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所335 5、 PSS原理及框圖等式兩邊同乘等式兩邊同乘 1/MS1/MSMS/)()MS/(MS

28、/0eeaPSGPPTW1S1+TW1STW2S1+TW2STW3S1+TW3SKS21+T7SWP+KS31+T8S(1+T9S)MN+-PmPe1+T2S1+T1S1+T3S1+T4S1+T5S1+T6SKS1Pa加速功率型加速功率型PSSPSS模型框圖模型框圖 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所345 5、 PSS原理及框圖n加速功率的加速功率的W W 輸入信號輸入信號 在加速功率型在加速功率型PSSPSS的輸入信號中，可以采用發(fā)電機軸轉(zhuǎn)速信號，的輸入信號中，可以采用發(fā)電機軸轉(zhuǎn)速信號，也可采用電氣量的頻率信號。由于直接采用發(fā)電機軸轉(zhuǎn)速信號需也可采用電氣量的頻率信號。由于直接

29、采用發(fā)電機軸轉(zhuǎn)速信號需要特殊的測量裝置以及信號噪音的問題，在實際裝置中，多數(shù)制要特殊的測量裝置以及信號噪音的問題，在實際裝置中，多數(shù)制造廠選用頻率信號。在造廠選用頻率信號。在IEEEIEEE的相關(guān)文獻中，并沒有對使用何種頻的相關(guān)文獻中，并沒有對使用何種頻率信號進行限定，因此應(yīng)根據(jù)各電力系統(tǒng)的實際情況選擇應(yīng)用的率信號進行限定，因此應(yīng)根據(jù)各電力系統(tǒng)的實際情況選擇應(yīng)用的信號信號 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所355 5、 PSS原理及框圖以轉(zhuǎn)速作信號的加速功率型以轉(zhuǎn)速作信號的加速功率型PSSPSS與以與以EQEQ頻率為輸入信號的加速功率型頻率為輸入信號的加速功率型PSSPSS，對對

30、20062006華中華北聯(lián)網(wǎng)方式下萬龍線故障后，三峽機組的有功振蕩華中華北聯(lián)網(wǎng)方式下萬龍線故障后，三峽機組的有功振蕩效果完效果完全相同。這說明全相同。這說明頻率與轉(zhuǎn)速是可以近似等效的。頻率與轉(zhuǎn)速是可以近似等效的。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所365 5、 PSS原理及框圖發(fā)電機內(nèi)功角在穩(wěn)態(tài)時是恒定的，在故障后是變化的，穩(wěn)態(tài)時發(fā)電機轉(zhuǎn)發(fā)電機內(nèi)功角在穩(wěn)態(tài)時是恒定的，在故障后是變化的，穩(wěn)態(tài)時發(fā)電機轉(zhuǎn)速與機端電壓頻率相同，動態(tài)過程中，發(fā)電機轉(zhuǎn)速與機端電壓頻率并不速與機端電壓頻率相同，動態(tài)過程中，發(fā)電機轉(zhuǎn)速與機端電壓頻率并不相同。采用機端電壓頻率代替發(fā)電機轉(zhuǎn)速合成得到加速功率時將產(chǎn)生

31、誤相同。采用機端電壓頻率代替發(fā)電機轉(zhuǎn)速合成得到加速功率時將產(chǎn)生誤差，在某些運行方式下，這個誤差會影響加速功率型差，在某些運行方式下，這個誤差會影響加速功率型PSSPSS的阻尼效果。的阻尼效果。 單機無限大系統(tǒng)發(fā)電機功角與端電壓相位在動態(tài)過程中的變化單機無限大系統(tǒng)發(fā)電機功角與端電壓相位在動態(tài)過程中的變化2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所375 5、 PSS原理及框圖在某些情況下，以機端電壓頻率為輸入信號的加速功率型在某些情況下，以機端電壓頻率為輸入信號的加速功率型PSSPSS會產(chǎn)生負(fù)阻尼會產(chǎn)生負(fù)阻尼 單機無限大系統(tǒng)，加速功率型單機無限大系統(tǒng)，加速功率型PSSPSS采用不同信號時阻尼

32、效果對比采用不同信號時阻尼效果對比2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所385 5、 PSS原理及框圖以機端電壓頻率為輸入信號的加速功率型以機端電壓頻率為輸入信號的加速功率型PSSPSS可以等效成可以等效成W W與與P P通道構(gòu)成正常通道構(gòu)成正常的的PSSPSS和和 f-w f-w 通道構(gòu)成的附加通道構(gòu)成的附加PSSPSS的疊加，當(dāng)?shù)寞B加，當(dāng)f fw w 時，有一個附加的控制信時，有一個附加的控制信號，它對系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)見的阻尼作用，甚至產(chǎn)生負(fù)阻尼號，它對系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)見的阻尼作用，甚至產(chǎn)生負(fù)阻尼 等效的等效的PSS(PSS(圖中圖中 p:p:電功率電功率 f: f: 機端電壓頻率機

33、端電壓頻率: :發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)電機轉(zhuǎn)速 ) ) 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所395 5、 PSS原理及框圖n算例算例（1 1）華中孤網(wǎng)運行時，三峽左廠）華中孤網(wǎng)運行時，三峽左廠1414臺機都采用機端電壓頻率為輸入信號臺機都采用機端電壓頻率為輸入信號時，系統(tǒng)阻尼稍有惡化，但影響不大。時，系統(tǒng)阻尼稍有惡化，但影響不大。（2 2）華北華中聯(lián)網(wǎng)運行，三峽左廠）華北華中聯(lián)網(wǎng)運行，三峽左廠1414臺機都采用機端電壓頻率為輸入信臺機都采用機端電壓頻率為輸入信號時，在某些運行方式下（例如潮流號時，在某些運行方式下（例如潮流404404方式）電網(wǎng)與機組的功率振蕩不方式）電網(wǎng)與機組的功率振蕩不能

34、平息。能平息。華中華北聯(lián)網(wǎng)方式下，華中華北聯(lián)網(wǎng)方式下，1-81-8號發(fā)電機有功振蕩曲線對比號發(fā)電機有功振蕩曲線對比 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所405 5、 PSS原理及框圖n加速功率型加速功率型PSSPSS不宜采用以機端電壓頻率代替不宜采用以機端電壓頻率代替轉(zhuǎn)速作為輸入信號，應(yīng)采用轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速作為輸入信號，應(yīng)采用轉(zhuǎn)速或EQEQ頻率作為頻率作為PSSPSS的輸入信號。的輸入信號。n如果采用頻率信號的加速功率型如果采用頻率信號的加速功率型PSSPSS其輸入變其輸入變量中沒有發(fā)電機參數(shù)量中沒有發(fā)電機參數(shù)Xd,Xd,則可以懷疑是采用的則可以懷疑是采用的機端電壓頻率信號，而不是機端電

35、壓頻率信號，而不是EQEQ頻率信號。頻率信號。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所416 6、交流互聯(lián)電網(wǎng)的小干擾穩(wěn)定性交流互聯(lián)電網(wǎng)的小干擾穩(wěn)定性 n電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定。壓穩(wěn)定。n功角穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、和動態(tài)穩(wěn)功角穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、和動態(tài)穩(wěn)定。定。n動態(tài)穩(wěn)定包括小干擾動態(tài)穩(wěn)定和大干擾后的動動態(tài)穩(wěn)定包括小干擾動態(tài)穩(wěn)定和大干擾后的動態(tài)穩(wěn)定性。態(tài)穩(wěn)定性。n研究小干擾穩(wěn)定性可用頻域法求解系統(tǒng)狀態(tài)方研究小干擾穩(wěn)定性可用頻域法求解系統(tǒng)狀態(tài)方程的特征根，也可用時域法求解系統(tǒng)變量的時程的特征根，也可用時域法求

36、解系統(tǒng)變量的時間響應(yīng)。間響應(yīng)。2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所426.16.1、我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧 n2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以前，省級電網(wǎng)和省級電網(wǎng)間互年代以前，省級電網(wǎng)和省級電網(wǎng)間互聯(lián)的大區(qū)電網(wǎng)，暫態(tài)穩(wěn)定問題是最主要的問題。聯(lián)的大區(qū)電網(wǎng)，暫態(tài)穩(wěn)定問題是最主要的問題。 主要原因是，當(dāng)時的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)以常規(guī)勵主要原因是，當(dāng)時的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)以常規(guī)勵磁系統(tǒng)為主，自動勵磁調(diào)節(jié)器的反應(yīng)速度慢、磁系統(tǒng)為主，自動勵磁調(diào)節(jié)器的反應(yīng)速度慢、增益低。增益低。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所436.16.1、我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性

37、問題回顧我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧n2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以后，在我國省級電力系統(tǒng)或省年代以后，在我國省級電力系統(tǒng)或省級互聯(lián)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了動態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象。級互聯(lián)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了動態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 單機容量增大、快速勵磁、高增益自動電壓調(diào)單機容量增大、快速勵磁、高增益自動電壓調(diào)節(jié)器的應(yīng)用。節(jié)器的應(yīng)用。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所44 6.16.1、我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧 國內(nèi)低頻振蕩事例國內(nèi)低頻振蕩事例n19831983年，湖南鳳常線、湖北葛鳳線；年，湖南鳳常線、湖北葛鳳線；n19841984年，廣東年，廣東香港互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線

38、；香港互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線；n19941994年，南網(wǎng)天廣線；年，南網(wǎng)天廣線；n19981998年，川渝電網(wǎng)二灘送出系統(tǒng)；年，川渝電網(wǎng)二灘送出系統(tǒng)；n20032003年，南網(wǎng)羅馬線、天廣、廣東至香港聯(lián)絡(luò)年，南網(wǎng)羅馬線、天廣、廣東至香港聯(lián)絡(luò) 線均發(fā)生過低頻振蕩。線均發(fā)生過低頻振蕩。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所456.16.1、我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧我國電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性問題回顧 國內(nèi)低頻振蕩事例原因國內(nèi)低頻振蕩事例原因n1 1、PSSPSS沒有投運；沒有投運；n2 2、系統(tǒng)配置的、系統(tǒng)配置的PSSPSS數(shù)量不足，不能滿足數(shù)量不足，不能滿足事故后運行方式的需要，等等。事故后

39、運行方式的需要，等等。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所466.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響 n20012001年我國開始實施大區(qū)電網(wǎng)間的互聯(lián)工程。年我國開始實施大區(qū)電網(wǎng)間的互聯(lián)工程。先后有東北先后有東北- -華北、川渝華北、川渝- -華中、福建華中、福建- -華東、華東、東北東北- -華北華北- -華中聯(lián)網(wǎng)工程等。在這些聯(lián)網(wǎng)工程華中聯(lián)網(wǎng)工程等。在這些聯(lián)網(wǎng)工程中，對動態(tài)穩(wěn)定性問題進行了認(rèn)真的研究，采中，對動態(tài)穩(wěn)定性問題進行了認(rèn)真的研究，采取了相應(yīng)的措施。研究結(jié)果表明，互聯(lián)電網(wǎng)動取了相應(yīng)的措施。研究結(jié)果表明，互聯(lián)電網(wǎng)動

40、態(tài)穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為影響互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定運行態(tài)穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為影響互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要因素的重要因素 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所47超大型同步電網(wǎng)超大型同步電網(wǎng)u跨跨1414省、省、市、自治區(qū)市、自治區(qū)u裝機容量裝機容量超超1.41.4億千億千瓦，瓦，u距離超距離超46004600公里公里2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所486.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.1 6.2.1 “地區(qū)振蕩模式地區(qū)振蕩模式”、“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)n地區(qū)

41、性振蕩模式（地區(qū)性振蕩模式（local modellocal model） ：主要表現(xiàn)為一臺（或一個發(fā)：主要表現(xiàn)為一臺（或一個發(fā)電廠的）發(fā)電機對系統(tǒng)中其它發(fā)電機的振蕩，或主要表現(xiàn)為一臺電廠的）發(fā)電機對系統(tǒng)中其它發(fā)電機的振蕩，或主要表現(xiàn)為一臺（或一個發(fā)電廠的）發(fā)電機相對另外少數(shù)幾臺發(fā)電機的振蕩，頻（或一個發(fā)電廠的）發(fā)電機相對另外少數(shù)幾臺發(fā)電機的振蕩，頻率一般在率一般在0.50.52.0Hz2.0Hz）之間；）之間；n區(qū)域間振蕩模式（區(qū)域間振蕩模式（interarea modelinterarea model、or tieline odelor tieline odel） ：主：主要表現(xiàn)為一個區(qū)域

42、內(nèi)的某發(fā)電機群相對另一個區(qū)域內(nèi)的某發(fā)電機要表現(xiàn)為一個區(qū)域內(nèi)的某發(fā)電機群相對另一個區(qū)域內(nèi)的某發(fā)電機群的振蕩，或表現(xiàn)為一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電機相對另一個區(qū)域內(nèi)群的振蕩，或表現(xiàn)為一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電機相對另一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電機間的振蕩，頻率一般在的所有發(fā)電機間的振蕩，頻率一般在0.10.11.0Hz1.0Hz之間。之間。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所496.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.1 6.2.1 “地區(qū)振蕩模式地區(qū)振蕩模式”、“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)

43、n判定一個振蕩模式穩(wěn)定性的判據(jù)是它的阻尼比。一個振蕩模式的判定一個振蕩模式穩(wěn)定性的判據(jù)是它的阻尼比。一個振蕩模式的阻尼比為正時，它是穩(wěn)定的，阻尼比為負(fù)時，它是不穩(wěn)定的，阻阻尼比為正時，它是穩(wěn)定的，阻尼比為負(fù)時，它是不穩(wěn)定的，阻尼比為零時，它是臨界的。尼比為零時，它是臨界的。n對一個互聯(lián)電力系統(tǒng)來說，某一個地區(qū)振蕩模式的不穩(wěn)定可能影對一個互聯(lián)電力系統(tǒng)來說，某一個地區(qū)振蕩模式的不穩(wěn)定可能影響局部，也有可能影響全局；而區(qū)域間振蕩模式，尤其是一個區(qū)響局部，也有可能影響全局；而區(qū)域間振蕩模式，尤其是一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電機，相對另一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電機振蕩的區(qū)域域內(nèi)的所有發(fā)電機，相對另一個區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)電

44、機振蕩的區(qū)域間振蕩模式不穩(wěn)定，是影響全局的。間振蕩模式不穩(wěn)定，是影響全局的。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所506.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.1 6.2.1 “地區(qū)振蕩模式地區(qū)振蕩模式”、“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)及電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)n從電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，只有系統(tǒng)中所有從電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，只有系統(tǒng)中所有的機電振蕩模式都穩(wěn)定，系統(tǒng)才是動態(tài)穩(wěn)定的。的機電振蕩模式都穩(wěn)定，系統(tǒng)才是動態(tài)穩(wěn)定的。 n互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性往往由區(qū)域間振蕩模式的穩(wěn)定互聯(lián)系統(tǒng)的動

45、態(tài)穩(wěn)定性往往由區(qū)域間振蕩模式的穩(wěn)定性所決定。提高區(qū)域間振蕩模式的動態(tài)穩(wěn)定性是聯(lián)網(wǎng)性所決定。提高區(qū)域間振蕩模式的動態(tài)穩(wěn)定性是聯(lián)網(wǎng)工程研究中必須解決的首要問題之一。工程研究中必須解決的首要問題之一。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所516.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.2 6.2.2 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)增加了系統(tǒng)的機電振蕩模區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)增加了系統(tǒng)的機電振蕩模式式 n一個由一個由N N臺發(fā)電機組成的電力系統(tǒng)臺發(fā)電機組成的電力系統(tǒng)A A與一個由與一個由M M臺發(fā)電機臺發(fā)電機組成的電力系統(tǒng)組成的電力系統(tǒng)B B實現(xiàn)互聯(lián)后組成的

46、電力系統(tǒng)有實現(xiàn)互聯(lián)后組成的電力系統(tǒng)有M+NM+N臺臺發(fā)電機，將有發(fā)電機，將有M+N-1M+N-1個機電振蕩模式，比實現(xiàn)互聯(lián)前兩個機電振蕩模式，比實現(xiàn)互聯(lián)前兩個獨立系統(tǒng)的機電振蕩模式之和多了一個機電振蕩模個獨立系統(tǒng)的機電振蕩模式之和多了一個機電振蕩模式。式。 n 因電網(wǎng)互聯(lián)增加的振蕩模式是因電網(wǎng)互聯(lián)增加的振蕩模式是“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所526.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.3 6.2.3 區(qū)域間振蕩模式的特點之一是振蕩頻率區(qū)域間振蕩模式的特點之一是振蕩頻率低低 n機

47、電振蕩模式的振蕩頻率近似地由同步力矩系數(shù)和慣機電振蕩模式的振蕩頻率近似地由同步力矩系數(shù)和慣性常數(shù)之比的平方根所決定，即有性常數(shù)之比的平方根所決定，即有 n電網(wǎng)互聯(lián)后，一方面系統(tǒng)慣性常數(shù)增加了，另一方面電網(wǎng)互聯(lián)后，一方面系統(tǒng)慣性常數(shù)增加了，另一方面與與“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”強相關(guān)的機群間的同步力矩系強相關(guān)的機群間的同步力矩系數(shù)較小，因此，數(shù)較小，因此，“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的振蕩頻率比互的振蕩頻率比互聯(lián)前的各個子系統(tǒng)中的任一振蕩模式的頻率都要低。聯(lián)前的各個子系統(tǒng)中的任一振蕩模式的頻率都要低。 MKfS2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所536.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)

48、互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.3 6.2.3 區(qū)域間振蕩模式的特點之一是振蕩頻率區(qū)域間振蕩模式的特點之一是振蕩頻率低低 n“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的振蕩頻率將隨著各子系統(tǒng)間的的振蕩頻率將隨著各子系統(tǒng)間的聯(lián)系的加強而有所提高。例如，川渝、華中間只有三聯(lián)系的加強而有所提高。例如，川渝、華中間只有三萬線聯(lián)網(wǎng)時，川渝、華中的區(qū)域振蕩模式振蕩頻率約萬線聯(lián)網(wǎng)時，川渝、華中的區(qū)域振蕩模式振蕩頻率約為為0.3Hz;0.3Hz;萬龍線投運后川渝、華中的區(qū)域振蕩模式振萬龍線投運后川渝、華中的區(qū)域振蕩模式振蕩頻率約為蕩頻率約為0.4Hz0.4Hz。2022年

49、3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所546.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.4 6.2.4 影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多 n因電網(wǎng)互聯(lián)而新增加的因電網(wǎng)互聯(lián)而新增加的“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的阻尼受的阻尼受諸多因素的影響，它可能有負(fù)的阻尼、或者是弱阻尼，諸多因素的影響，它可能有負(fù)的阻尼、或者是弱阻尼，它也有可能有正阻尼，甚至是強阻尼。它也有可能有正阻尼，甚至是強阻尼。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所556.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動

50、態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.4 6.2.4 影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多 n6.2.4.1 6.2.4.1 聯(lián)絡(luò)線潮流對聯(lián)絡(luò)線潮流對“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”阻尼的影阻尼的影響響 n有些互聯(lián)電網(wǎng)，有些互聯(lián)電網(wǎng)，“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的阻尼，受聯(lián)絡(luò)的阻尼，受聯(lián)絡(luò)線有功潮流的大小和方向的影響極大。線有功潮流的大小和方向的影響極大。 例例1 1華東、福建聯(lián)網(wǎng)華東、福建聯(lián)網(wǎng)“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的阻尼比與聯(lián)絡(luò)線潮流的關(guān)的阻尼比與聯(lián)絡(luò)線潮流的關(guān)系系 福建送華東（福建送華東（M WM W）- 9009000 060060070070

51、0阻尼比阻尼比 （無（無PSSPSS）0.32680.32680.13000.13000.01660.01660.00640.00642022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所566.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.4 6.2.4 影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多 n6.2.4.1 6.2.4.1 聯(lián)絡(luò)線潮流對聯(lián)絡(luò)線潮流對“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”阻尼的影阻尼的影響響 n有些互聯(lián)電網(wǎng)，有些互聯(lián)電網(wǎng)，“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的阻尼，受聯(lián)絡(luò)的阻尼，受聯(lián)絡(luò)線有有功潮流的大小和方向的

52、影響不大線有有功潮流的大小和方向的影響不大 。 例例2 2 東北華北東北華北“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”的阻尼比與聯(lián)絡(luò)線潮流的關(guān)系的阻尼比與聯(lián)絡(luò)線潮流的關(guān)系 東北送華北（東北送華北（M WM W） 7697690 0-729-729阻尼比阻尼比 （無（無PSSPSS）-0.1230-0.1230-0.1254-0.1254-0.1210-0.12102022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所576.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.4 6.2.4 影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多 n6.

53、2.4.2 6.2.4.2 子網(wǎng)內(nèi)部潮流及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對子網(wǎng)內(nèi)部潮流及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對“區(qū)域間振蕩模區(qū)域間振蕩模式式”阻尼的影響阻尼的影響 東北送華北（東北送華北（M WM W） 7697690 0-729-729阻尼比阻尼比 （無（無PSSPSS）-0.1230-0.1230-0.1254-0.1254-0.1210-0.1210東北送華北（東北送華北（M WM W） 9009000 0-300-300阻尼比阻尼比 （無（無PSSPSS） 0.1163 0.1163 0.0846 0.0846 0.1344 0.134420012001年潮流年潮流20002000年潮流年潮流2022年3月17日中國電

54、力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所586.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性的影響n6.2.4 6.2.4 影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多影響區(qū)域間振蕩模式阻尼的因素較多n6.2.4.3 AVR6.2.4.3 AVR對對“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”阻尼比的影阻尼比的影響響n對于對于“地區(qū)振蕩模式地區(qū)振蕩模式”，自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用，自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用是發(fā)生低頻振蕩的最重要原因。是發(fā)生低頻振蕩的最重要原因。n對于對于“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”，根據(jù)我國聯(lián)網(wǎng)工程計算研究，根據(jù)我國聯(lián)網(wǎng)工程計算研究成果，自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用仍是發(fā)生

55、低頻振蕩成果，自動電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用仍是發(fā)生低頻振蕩的最重要原因之一。的最重要原因之一。2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所59對華東、福建聯(lián)網(wǎng)對華東、福建聯(lián)網(wǎng)“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”阻尼比的影阻尼比的影響響序號序號 2003年方式年方式 無無AVR時的時的阻尼比阻尼比 有有AVR時的時的阻尼比阻尼比 1大方式福建送華東大方式福建送華東600MW 0.2711 0.0166 2大方式福建送華東大方式福建送華東700MW 0.3262 0.0046 3汛大方式福建送華東汛大方式福建送華東600MW 0.1457 0.0254 4汛大方式福建送華東汛大方式福建送華東800M

56、W 0.2330 -0.0008 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所60對東北、華北聯(lián)網(wǎng)對東北、華北聯(lián)網(wǎng)“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”阻尼比的影阻尼比的影響響序號序號 2001年方式年方式 無無AVR時的時的 阻尼比阻尼比 有有AVR時的時的阻尼比阻尼比 1東北送華北東北送華北769MW 0.2798 -0.1230 2東北送華北東北送華北0MW 0.3691 -0.1254 3華北送東北華北送東北729MW 0.4333 -0.1210 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所616.26.2、 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng) 動態(tài)穩(wěn)定性的影響動態(tài)穩(wěn)定性

57、的影響n6.2.5 6.2.5 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對系統(tǒng)其它振蕩模式阻尼區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)對系統(tǒng)其它振蕩模式阻尼的影響的影響 區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，對存在于聯(lián)網(wǎng)前各個區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)機電區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，對存在于聯(lián)網(wǎng)前各個區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)機電振蕩模式的阻尼影響因電網(wǎng)的不同而有差異。對聯(lián)網(wǎng)振蕩模式的阻尼影響因電網(wǎng)的不同而有差異。對聯(lián)網(wǎng)前的負(fù)阻尼和若阻尼的影響較小。前的負(fù)阻尼和若阻尼的影響較小。 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所62 華東、福建電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)前后阻尼比華東、福建電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)前后阻尼比 系統(tǒng)阻尼比（小于0.02） 聯(lián)網(wǎng)前 0.0144 0.0061 0.0064 -0.08324 聯(lián)網(wǎng)后 0.0126 0.005

58、6 0.0067 -0.086 福建、華東聯(lián)網(wǎng)后新增加了一個福建、華東聯(lián)網(wǎng)后新增加了一個“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域間振蕩模式”，阻尼比，阻尼比-0.0592022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所63 東北、華北電網(wǎng)互聯(lián)前后阻尼比東北、華北電網(wǎng)互聯(lián)前后阻尼比 系統(tǒng)阻尼比（小于0.02）聯(lián)網(wǎng)前-0.0132-0.00460.01140.01370.00480.0085-0.0126 0.0078聯(lián)網(wǎng)后-0.01326-0.004720.011590.015420.004820.00916 -0.01248 0.00734東北、華北聯(lián)網(wǎng)后新增加了一個東北、華北聯(lián)網(wǎng)后新增加了一個“區(qū)域間振蕩模式區(qū)域

59、間振蕩模式”，阻尼比，阻尼比-0.12536 還有一個模式與白山機組有最強相關(guān)，是聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生的，阻尼比還有一個模式與白山機組有最強相關(guān)，是聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生的，阻尼比0.00191 2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所647 7 華中華中10291029功率振蕩功率振蕩n1)值班調(diào)度員處理經(jīng)過n1010月月2929日日22:2222:22，華中網(wǎng)調(diào)值班調(diào)度員接江華中網(wǎng)調(diào)值班調(diào)度員接江西省調(diào)匯報鄂贛聯(lián)絡(luò)線有擺動，擺動幅度西省調(diào)匯報鄂贛聯(lián)絡(luò)線有擺動，擺動幅度為為36036010MW10MW。同時網(wǎng)調(diào)發(fā)現(xiàn)斗雙線潮流在。同時網(wǎng)調(diào)發(fā)現(xiàn)斗雙線潮流在8008001200MW1200MW之間來回擺動。之間

60、來回擺動。n22:2422:24，丹江電廠運行人員匯報丹江電廠丹江電廠運行人員匯報丹江電廠4 4回回220kV220kV出線均有很大擺動。網(wǎng)調(diào)及時向國出線均有很大擺動。網(wǎng)調(diào)及時向國調(diào)匯報了有關(guān)情況，國調(diào)也通報三峽電廠調(diào)匯報了有關(guān)情況，國調(diào)也通報三峽電廠機組出力擺動大、電壓波動大。機組出力擺動大、電壓波動大。2022年3月17日中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所657 7 華中華中10291029功率振蕩簡介功率振蕩簡介n1)值班調(diào)度員處理經(jīng)過 n22:2522:25，網(wǎng)調(diào)詢問湖北、河南省調(diào)振蕩情況，網(wǎng)調(diào)詢問湖北、河南省調(diào)振蕩情況，并下令湖北省調(diào)增加鄂東機組出力。湖南并下令湖北省調(diào)增加鄂東機組出力。湖