基于EMTDC&RTDS的高压直流输电系统次同步振荡分析

摘要

高压直流(HVDC-High Voltage Direct current)输电的发展已有五十多年历史，它具有传输功率大、可控度高、调节迅速、运行灵活等特点，在远距离大容量输电、区域电力系统互联、海底输电等方面具有常规交流输电所没有的优越性，因而得到了广泛应用。然而高压直流输电技术在带来效益的同时，也给电力系统运行带来新的挑战。它有可能引发次同步振荡问题(SSO-Sub-SynchronousOscillation)，造成发电机的轴系扭振破坏，影响系统稳定性。所以研究高压直流输电系统次同步振荡问题，并设计性能良好的次同步振荡阻尼控制器，具有重要的理论价值和现实意义。本文基于某直流输电工程，在EMTDC和RTDS仿真平台上进行高压直流次同步振荡的仿真分析，评估孤岛运行方式和交直流混合运行方式下各种工况发生次同步振荡的可能性，判断次同步振荡阻尼控制器性能是否满足要求。结果表明孤岛运行方式下不会发生次同步振荡问题，但在交直流混合运行方式下存在发生次同步振荡的风险，当采用可控串联电容补偿器(TCSC-Thyristor Controlled Switched Capacitor)代替常规固定串联电容补偿器(FSC-Fixed Series Capacitor)时可以抑制次同步振荡，工程上采用的附加次同步振荡阻尼控制装置(SSDC-Supplemental Sub-synchronous Damping Controller)的对交直流混合运行方式下的抑制效果不明显，最后根据仿真结果对次同步振荡阻尼控制器进行了优化，增加了系统的正阻尼，提高了机组轴系振荡的收敛速度。