机组引发低频振荡的机理及防治措施研究

摘要

低频振荡一直以来都是威胁电网安全运行的重要因素，近年来南方电网发生多起由发电机组原因引发的低频振荡事件，然而振荡机理尚不明确，因此对于机组引发的低频振荡机理及相关振荡抑制措施还需进一步研究。本文研究内容主要包括机组引发低频振荡的机理及防治措施研究。
　　本文提出了一种调速系统引发低频振荡的机理识别方法。结合基于WAMS的振荡特征提取和系统初步模态分析，形成低频振荡产生机理的判据，判断振荡产生机理是负阻尼振荡还是强迫振荡。当判断振荡产生机理为强迫振荡时，通过低频振荡与调速系统的相关性分析，形成判断调速系统引发低频振荡机理的方法，判断低频振荡是否由调速系统引起。
　　本文针对均匀链式系统，推导了机组引发的低频功率振荡在电网中的传播特性。振荡源所在机组的功率波动相位最超前，距离振荡源电气距离越远机组功率波动相位越滞后。在此基础上，提出应用广域测量系统(WAMS)的实测数据分析发电机电磁功率波动的相位关系来进行低频振荡源的快速准确定位。时域仿真和电网实测数据分析结果，验证了低频振荡传播特性分析的正确性以及低频振荡源定位方法的可行性。
　　本文提出了一种机组控制系统参数协调优化方法，综合考虑系统的辅助调节性能和动态稳定性，对汽轮发电机组的励磁调节器、电力系统稳定器、调速器以及机炉协调控制系统等多个系统控制参数进行整定，通过禁忌搜索算法得出系统控制参数最优值。根据仿真结果显示，此优化方法能够协调系统的辅助调节性能和动态稳定性能，能有效防止机炉协调控制系统或调速器控制参数设置不当而引发的低频振荡。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 低频振荡机理

1．2．2 扰动源定位方法

1．2．3 低频振荡抑制措施

1．3 本文主要研究工作

2．1 发电机模型

2．2 励磁系统模型

2．3 电力系统稳定器模型

2．4 锅炉模型

2．5 汽轮机模型

2．6 调速系统模型

2．7．1 CCS负荷指令管理系统模型

2．7．2 CCS汽轮机主控和锅炉主控系统模型

2．8 本章小结

第3章 机组引发低频振荡的机理识别

3．1 基于WAMS的振荡特征提取

3．2 低频振荡模态分析

3．3 低频振荡机理识别

3．4 低频振荡与调速系统相关性分析

3．5 电网实例分析

3．6 本章小结

第4章 机组引发低频振荡的传播特性及定位研究

4．1 低频振荡传播特性分析

4．2 时域仿真

4．3 电网实测数据验证

4．4 本章小结

第5章 汽轮发电机组控制系统参数协调优化

5．1 实际电网模态分析

5．2 优化目标函数

5．2．1 辅助调节性能指标

5．2．2 动态稳定性能指标

5．2．3 协调优化目标函数

5．3 智能优化算法

5．3．1 禁忌搜索算法的相关概念

5．3．2 禁忌搜索算法优化流程

5．4 机组控制系统参数优化

5．4．1 初始化

5．4．2 算法参数设置

5．4．3 参数协调优化结果

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢