電力系統(tǒng)低頻振蕩

電力系統(tǒng)低頻振蕩第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1、緒論2、低頻振蕩機理3、電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法4、振蕩監(jiān)控系統(tǒng)第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日負阻尼Growingoscillations正阻尼Oscillationsdampout12431231.1

引言第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1.2大停電事故2006年歐洲電網(wǎng)的大停電事故；2003年美國的“8.14”大停電；2003年倫敦電網(wǎng)的停電事故；1996年美國西部的大停電事故；世界范圍內(nèi)的大停電事故的發(fā)生：低頻振蕩事故：第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日NorthwestCaliforniaCOIlinesAugust10,1996WECCblackoutNegativedampingGrowing0.24HzoscillationsInter-areamode第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日TVACumberlandevent第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1.3功角穩(wěn)定性小擾動功角穩(wěn)定性與大擾動功角穩(wěn)定性第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1、緒論2、低頻振蕩機理3、電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法4、振蕩監(jiān)控系統(tǒng)第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日阻尼轉(zhuǎn)矩不足2.1低頻振蕩的機理F.P.deMello,C.Concordia.Conceptsofsynchronousmachinestabilityasaffectedbyexcitationcontrol.IEEETransactionsonPowerApparatusandSystems,PAS-88316-329.Apr.1969.第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日自參數(shù)（互參數(shù)）諧振系統(tǒng)的一個自然模式作為周期性擾動作用于另一個自然模式的現(xiàn)象。TamuraY,YorinoN.PossibilityofAuto-&Hetero-ParametricResonanceinPowerSystemsandTheirRelationshipwithLong-termDynamics.IEEETransonPowerSystems,1987,2(4):890~896YorinoN,SasakiH,TamuraY,etal.AGeneralizedAnalysisMethodofAuto-ParametricResonanceinPowerSystems.IEEETransonPowerSystems,1989,4(3):1057~1064第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日強迫功率振蕩認為當系統(tǒng)中存在持續(xù)的周期功率擾動且擾動頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率時，會引起大幅度的功率波動，導致低頻振蕩的發(fā)生。模態(tài)諧振認為系統(tǒng)參數(shù)的微小變化會導致振蕩特性接近的多個模式中的一個變得不穩(wěn)定，導致低頻振蕩。第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日分岔現(xiàn)象非線性Hopf分岔或鞍點分岔引起。超低頻振蕩認為系統(tǒng)中出現(xiàn)的超低頻振蕩跟發(fā)電機調(diào)速器有關。第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1、緒論2、低頻振蕩機理3、電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法4、振蕩監(jiān)控系統(tǒng)第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日3.1基于模型的解析方法特征根方法第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日泰勒展開忽略高階項U可逆第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日電力系統(tǒng)的動態(tài)行為電力系統(tǒng)的動態(tài)模式非振蕩型失穩(wěn)模式振蕩型穩(wěn)定模式振蕩型失穩(wěn)模式

第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日圖3-1特征值的類型與系統(tǒng)的動態(tài)模式第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日正規(guī)形方法泰勒展開忽略2階及以上高階項U可逆當不存在2次諧振時忽略3階及以上高階項第十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日模態(tài)級數(shù)法泰勒展開U可逆設解對初值連續(xù)可微第二十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日忽略2階以上的高階項第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日其中：第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日3.2模型解析法的局限性

不能計及相繼故障以及離散控制的影響；不能計及時滯環(huán)節(jié)等本質(zhì)非線性因素的影響；無法計及時變因素的影響。第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日3.3基于受擾軌跡的模式提取方法

平穩(wěn)信號的模式提取方法：Prony方法非平穩(wěn)信號的模式提取方法：小波方法、HHT方法第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日受擾軌跡的時變非線性振蕩模式：時變振蕩頻率：時變振蕩阻尼：第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日EEAC分群理論第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日3.4

關鍵振蕩斷面針對某一個確定的系統(tǒng)，容易發(fā)生區(qū)域振蕩的關鍵斷面（主導振蕩斷面）的確定一直以來得到廣泛的關注。對于長條形的弱互聯(lián)系統(tǒng)或啞鈴狀系統(tǒng)，一般認為易發(fā)生振蕩的斷面處于聯(lián)絡線上。研究發(fā)現(xiàn)，當聯(lián)絡兩側網(wǎng)絡中的機組總慣量接近時，該處的振蕩阻尼或頻率達到較小值，因此實際系統(tǒng)的主導振蕩斷面很有可能發(fā)生在兩側區(qū)域機組總慣量基本相當?shù)穆?lián)絡線斷面上。第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日表4-1各子網(wǎng)機組總慣量慣量（s）夏季方式冬季方式東北132.79136.35華北327.37343.57山東135.64134.74華中326.21369.07川渝114.11118.07全網(wǎng)1036.121101.81第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日擾動東北華北山東華中川渝高姜線

辛聊線辛嘉線

萬龍線、萬三線f1f2第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日

(a)東北－華北(b)華北－華中(c)川渝－華中(c)山東－華北

擾動1第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日(a)東北－華北(b)華北－華中(c)川渝－華中(c)山東－華北

擾動2第三十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日1、緒論2、低頻振蕩機理3、電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法4、振蕩監(jiān)控系統(tǒng)第三十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日4.1

振蕩監(jiān)控系統(tǒng)SVCSVCSVCLOADLOADLOADLOADPDCPPP目的早期發(fā)現(xiàn)弱阻尼/負阻尼振蕩實施控制PMU給OMS帶來可能PMUs數(shù)量增加實時監(jiān)控的要求局部模式/區(qū)域模式監(jiān)控第三十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日-開始YesNo預警控制觸發(fā)YesNo讀取PMU數(shù)據(jù)擾動？受擾軌線的振蕩模式分析Ambient數(shù)據(jù)的振蕩模式分析滑動窗口模式校核滑動窗口模式校核存在弱阻尼/負阻尼模式？4.2

流程圖第三十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日EventAnalysis1.2Hzat+1.5%damping.LocalMode.AmbientNoiseAnalysis1.2Hzat+1.8%damping.LocalMode.Nov.29th2007TVAevent4.3

實例分析第三十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)低頻振蕩潘學萍，2011年9月30日WECCAug.4,2000Albertasystemseparatedat19:56GMT0