次同步振荡

摘要： 实际风电场具有风电场数量多、运行工况呈分散性等特点,对风电场进行恰当的等值建模具有实际工程意义。针对由电流内环主导的直驱风电场次同步振荡的等值建模问题,参考同步发电机组建模研究工作,结合Kmeans分群方法与相似变换原理建立多机并联直驱风电场主导振荡特性保持的等值模型。通过改变电流内环控制参数,对比分析详细模型(考虑风机并网台数,集电线路差异)与等值模型振荡特性差异。研究结果表明:基于相似变换原理搭建的直驱风电场等值模型可以准确反映系统主导振荡特性,有效降低模型阶数,提高仿真速度。

摘要： 针对远距离大容量输电系统中出现的多机系统次同步振荡(SSO),分析了利用STATCOM附加电流的抑制策略,采用了模态解耦控制方法,详细介绍了控制器参数整定过程。在此基础上,建立了网络中各元件的端口等效导纳矩阵。采用分散消元的复转矩系数法,可以简化全系统复频域网络方程的生成,便于分析发电机组的等效电气阻尼特性。最后以此方法分析了某实际串补输电系统的SSO特性以及STATCOM对SSO问题的抑制效果。结果表明,该装置能够增加所有不稳定模态的电气阻尼,有效抑制次同步振荡,为系统中存在的多机多模态次同步振荡问题的解决提供了参考。

摘要： 随着我国西北地区光伏发电的持续增长,大规模光伏经电网换相型高压直流输电(LCC-HVDC)外送成为重要的外送方式。当光伏电站位于LCC-HVDC送端近区时,系统的次同步振荡(SSO)特性尚不明确,目前相关研究处于空白。针对上述问题,首先采用模块化建模方法,建立光伏经LCC-HVDC外送系统的状态空间模型;然后基于特征值分析法分析系统振荡模式,研究LCC-HVDC对系统SSO阻尼的影响;最后根据特征值根轨迹,分析系统参数对SSO特性的影响。研究结果表明,存在光伏电站和LCC-HVDC状态变量共同参与的SSO模式,且LCC-HVDC的接入会削弱光伏并网系统阻尼,增大发生SSO的风险;在光伏经LCC-HVDC外送系统中,光伏并网逆变器外环、LCC-HVDC整流器的比例系数减小或LCC-HVDC整流器的积分系数增大时,SSO对系统的威胁增加。研究结果可为实际工程提供理论参考。

摘要： 大规模风电接入电网系统会引发功率振荡,严重危及电网系统安全稳定运行。文章针对双馈风电场与直驱风电场并联接入含固定串补系统的次同步振荡问题,建立了混合风电场线性化模型,分析风机占比、控制参数和运行风速对系统运行性的影响;基于双馈、直驱风电场动态阻抗模型进一步揭示系统次同步振荡机理。在EMTDC/PSCAD中搭建时域仿真模型,验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要： 2019年8月9日的英国大停电事故造成该国部分重要城市出现停电现象,损失负荷约3.2%,影响约100万电力用户。结合英国国家电网公司提供的事故调查报告,该文详细地分析了事故中霍恩风电机组大规模脱网事件的发展过程,对霍恩风电场发生次同步振荡的具体原因进行了分析,并采用Matlab仿真软件构建霍恩风电系统模型进行事故复现。为了解决霍恩风电场发生的次同步振荡问题,利用线性自抗扰控制抗干扰能力强、对不同工况适应性强的优点,提出使用线性自抗扰控制器替换静止无功补偿装置(SVC)的电压PI控制模块,对霍恩风电系统中的总扰动进行估计并补偿,克服系统响应速度与超调之间的矛盾,提高系统的稳定性与鲁棒性,有效地抑制了霍恩风电系统次同步振荡现象。仿真结果验证了所提控制策略应用于静止无功补偿器后抑制弱交流风电系统次同步振荡的有效性,可为研究我国海上风电并网类似问题提供参考。

摘要： 针对“双高”电力系统与电网间交互作用引起的新型次同步振荡问题,首先分析了双馈风机变流器控制回路与电网之间具有多频率耦合特性的次同步控制相互作用机理,建立双馈风电场经串补并网的等值模型;其次通过风电并网模型,采用基于定子电压定向的矢量控制方式进行双馈风机RSC,GSC控制;然后通过对双馈感应发电机(DFIG)并网次同步振荡机理的分析,建立电力电子变流器与电网之间的次同步控制模型;最后通过PSCAD/EMTDC软件搭建的仿真模型,采用所提出的控制策略,并结合负阻尼效应及次同步控制方法进行分析对比验证,结果表明,文章所提出的方法能够有效地解决双馈风电-串补并网系统引发的次同步振荡问题。

摘要： 短路比是度量风电场接入交流系统诱发次同步振荡风险的重要指标。对于风火打捆并网运行的短路比,目前并无明确定义和详细的计算公式。由此,针对某实际规划双海上风电集群与火电打捆系统场景,提出了一种短路比计算方法,揭示计及双风电集群相互作用对次同步振荡的影响。研究结果显示,风火打捆并网对系统短路比有提升作用,相比于纯风电,能减缓短路比降低的速度,并提高次同步振荡时的稳定性。通过公式分析,风火打捆短路比3项影响因素为系统阻抗、风机配比、风火比例,三者对发生次同步振荡的临界短路比的影响比重不同,分析结果显示,风机配比对次同步振荡的影响比重最小,风火比例的影响比重最大。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建某实际规划海上风电集群与火电打捆系统模型,验证了上述研究结果的合理性。

摘要： 鲁固直流投产以来,东北电网呈现火电及高渗透率新能源电力通过特高压直流打捆外送的局面,抑制次同步振荡、构建防护体系至关重要。揭示了高比例新能源电网出现次同步振荡现象的机理,开展次同步振荡影响因素分析;提出了一种基于有效短路比的次同步振荡风险筛选方法,为次同步监测布点提供理论依据;提出自适应频率变化的多振荡模式辨识技术,制定振荡分量辨识流程,并依次构建适用于风电场及风电汇集站的次同步振荡保护策略,实现对扰动风场的隔离切除。

摘要： 针对直驱式风电机组接入弱交流电网诱发次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题,提出一阶线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)策略抑制该现象,从而提高系统稳定性。首先,建立直驱式风电机组的并网数学模型,分析次同步振荡频率扰动分量的传播机理;然后,进行一阶LADRC电流内环控制器设计以及参数优化整定,分析表明:控制器对于次同步频率扰动分量有较强的抑制作用。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,建立传统PI和一阶LADRC控制的直驱式风电机组电磁暂态仿真模型。结果表明:所提方法能够阻断次同步频率扰动分量传播,有效抑制SSO。

摘要： 基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)技术是大规模、集群化海上风电场并网的理想解决方案。但是双馈风机(DFIG)与柔直系统之间的相互作用存在引发系统次同步振荡(SSO)的风险。针对此问题,提出一种利用制氢系统和双馈风机控制系统的协同阻尼控制器抑制海风经柔直并网引发次同步振荡的方法。首先,建立海上风电场、柔性直流输电系统和制氢系统模型;在此基础上,提出一种基于制氢系统协同阻尼控制方案,提高系统对次同步振荡现象的抑制能力;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建海上风电场经MMC-HVDC并网模型,进行电磁暂态仿真分析。结果表明,提出的基于制氢系统协同阻尼控制方法可以有效抑制该系统引发的次同步振荡,为解决海风柔直并网系统的SSO问题提供了新的解决思路。

摘要： 风火打捆直流送出系统由于电力电子设备与交流电网的交互影响,可能引发系统次同步电气振荡,甚至火电机组轴系扭振.为深入研究这一现象,首先分析了风火打捆直流送出系统次同步振荡的原理.然后基于某实际区域电网参数,在PSCAD软件中建立了含火电、风电、直流的500kV、220kV电网模型,激发出特定条件下因风电场次同步电流谐波引发的火电机组轴系扭振现象.分析了风电场次同步谐波引发火电机组扭振的必要条件,同时仿真分析了线路谐波阻抗、电流振荡频率和方式检修等对次同步谐波传播路径的影响.

摘要： 随着规模化风电汇集接入运行,由于风机机组运行性能的不完全相似性,电力电子控制器之间相互作用可能引发电力系统次同步振荡对电网安全稳定运行带来了潜在的运行风险,次同步振荡的起因、表现形式、影响程度、监测和抑制方法等诸多因素错综复杂,需对次同步振荡加以监测和防控.由于次同步振荡涉及的风机多,风电场多,数量众多,运行工况复杂,需要处理的数据海量,分析难度较大,急需开发能够自动对次同步振荡数据进行分析的系统以适应电网运行的客观要求,本文基于次同步振荡产生的大量运行数据,在人工分析的基础上,通过对数据存储、召唤,分析的过程分析,流程梳理规整,利用计算机数据处理技术,研发了新疆电网风电次同步振荡监测数据的自动分析系统,通过系统的建设应用,可以在较短时间内对历史数据、实时数据进行召唤分析,形成分析报告,为及时发现、预警并采取措施抑制次同步振荡奠定了基础.通过实际试运行测试,验证了系统的稳定性和实用性.

摘要： 随着国家对新能源发展的大力支持,风电、光伏装机规模呈现快速增长,尤其是风能、太阳能资源丰富区域,新能源呈现集中式开发.但是新能源汇集区域多位于电网末端,系统短路电流水平低,同时新能源均通过电力电子装置并网,从而引发了次同步振荡问题.随着电网中电力电子化元件大量采用,元件自身、元件与元件之间相互协调影响作用进一步凸显,次同步振荡问题进一步恶化.因此针对次同步振荡机理尚不明确的前提下,亟需开展次同步控制防线研究,抑制和隔离次同步振荡发生.本文开展了次同步振荡原因分析,结合现有的电网防御体系,建立新能源汇集区域次同步控制防线,提出了基于机组模态频率的次同步振荡控制系统,并对某一次同步振荡分析,验证了本文提出了次同步控制系统的正确性.本文为新能源汇集区域的次同步振荡控制提供了技术方案,保障了新能源汇集区域电网安全稳定运行.

摘要： 次同步振荡是一种非常严重的电网稳定性问题,UPFC作为目前功能最为强大的FACTS装置,能够有效抑制系统振荡.本文提出了一种UPFC串并联侧同时附加阻尼协调抑制SS0的策略.首先基于复转矩系数法,推导了含UPFC电力系统的电气阻尼表达式,分析了UPFC抑制次同步振荡的原理.然后以串并联侧共同附加电气复转矩系数相位最优为目标,将UPFC参数设计转化成一个优化问题,并利用遗传算法求解.最后算例分析表明,本文所提出的UPFC串并联侧协调抑制策略能有效抑制次同步振荡,保障系统的安全稳定运行.

摘要： 我国能源与负荷中心呈逆向分布,随着风电并网规模的不断扩大,长距离、大容量风电外送成为必然.加装串补电容和高压直流输电能有效的提高其输送容量,但也可能引发次同步振荡问题.同时,当大容量风电场采用与火电厂打捆方式外送的情况下,风电场的接入也可能对原系统次同步振荡特性产生影响.本文首先介绍了传统次同步振荡的概念,接着论述了风电引起的次同步振荡的概念与分类,然后整理总结了现有的风电次同步振荡抑制措施及分析方法,最后对风电机组并网引发次同步振荡问题的发展予以了展望. 传统火电机组的次同步振荡抑制方法主要分为改变谐振频率、提高系统阻尼和隔绝次同步电气量这三种类型。改变谐振频率主要通过切除串联补偿电容，调节FACTS装置中晶闸管的延迟触发角来实现。提高阻尼比较常用的是SSDC、SEDC以及基于FACTS的次同步阻尼控制装置。隔绝次同步电气量实际是指采用滤波器滤除次同步谐波，如阻塞滤波器。 在抑制风电场次同步振荡方面，现有研究文献可总结为三个方面：基于串联型FACTS装置抑制次同步振荡方法；基于并联型FACTS装置抑制次同步振荡方法；基于风电机组自身控制器抑制次同步振荡方法。

摘要： 本文针对云南电网和南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程中存在的次同步振荡(SSO)现象,对基于常规直流(LCC_HVDC)的次同步阻尼控制器(LCC_SSDC)和基于柔性直流(VSC HVDC)的次同步阻尼控制器(VSC SSDC)的协同抑制问题进行了研究.首先针对待研究输电系统,从电磁转矩矢量合成方面分析了SSDC抑制次同步振荡的机理;然后分别设计了LCC_SSDC和VSC_SSDC的结构并整定了其参数;最后在PSCAD/EMTDC上搭建电磁暂态仿真模型,仿真结果验证了结论的正确性和所设计SSDC的有效性.

摘要： 随着风电等新能源的大规模接入和电力电子设备的广泛应用,现代电力系统的间谐波和次同步振荡问题逐渐凸显.要进行间谐波治理和次同步振荡抑制,除了要研究间谐波产生机理、间谐波检测方法、间谐波源识别方法,还需在电网的关键节点配置监测装置,以获得全网同一时间段面的间谐波信息.本文提出基于同步相量测量装置构建电网间谐波监控系统的方案,由同步相量装置实现谐波、间谐波相量的分析计算,形成采样值连续录波文件,并上送到监控主站.监控主站基于全网的同步数据采用间谐波有功功率方法识别出间谐波源,并采用预设的控制措施.根据该方案构建的系统已初步应用于中国新疆哈密地区电网,并检测到多次间谐波引发的次同步振荡事件,采取切除谐波源风电场后,次同步振荡平息,证明了本方案的有效性.

摘要： 随着风力发电等新能源并网容量的增加,大功率电力电子技术的广泛采用,以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成,由此引发的次同步振荡新问题不断凸显,次同步振荡的概念和内涵不断延伸,电力电子装置之间的相互操控作用也愈加复杂起来,引起多个电力电子控制器之间的相互作用,有可能导致次同步控制互作用的发生.它们的起因、表现形式、影响程度、监测和抑制方法等诸多错综复杂.本文针对直流近区的规模化新能源汇集区域因大量电力电子元件接入电网运行中出现的次同步谐波问题,在目前机理还不完全明晰清楚的情况下,开展了基于配套火电机组扭振频率耦合条件的次同步振荡监测防线的研究,建立了含风机监测在内的四道防线,提出了基于相量测量装置等上传的测量数据实现次同步振荡的在线监测分析与预警方法.积累运行数据,为及时发现预警并采取措施消除电力系统中的次同步振荡奠定基础,为规模化新能源安全稳定运行,保障直流近区配套火电机组安全和电力系统稳定运行,动态特性仿真评估奠定坚实的基础.

摘要： 近年来,随着众多高压直流输电工程的建成投运和串联电容补偿输电技术的成熟应用,以及光伏、风电等新能源电站装机容量的迅猛增长,电力系统次同步振荡问题逐渐恶化.为解决此问题,行业内提出了基于STATCOM、SVC等柔性交流输电系统(FACTS)技术的次同步振荡抑制方法,但以往研究多以单机模型为研究对象,而对于多机组的协调阻尼控制却少有涉及.本文以双机双线的发电厂-电网系统为研究对象,提出了一种半冗余次同步振荡抑制系统结构,通过次同步振荡阻尼控制器的冗余配置及其与电力电子单元之间的多端互联通信,在不增加设备成本基础上,保证在任一设备故障时仍至少有一半次同步谐振阻尼容量,提高了系统可靠性.然后,通过分析不同运行方式下控制系统输出的次/超同步电流在两台机组与电网之间的分配关系,给出了多机组系统中各控制环节参数的设计原则和方法.最后,通过电磁暂态仿真试验验证了系统抑制次同步谐振(SSR)的应用效果.

摘要： 随着风力发电等新能源并网容量的增加,以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成,电力电子控制器之间相互作用可能引发电力系统次同步振荡.本文在单直流多新能源汇集区域出现的次同步振荡的基础上,在目前新能源次同步振荡机理尚未完全明晰清楚的情况下,基于仿真对双直流、多新能源汇集区域的次同步振荡监测防线开展研究,提出了相应关注点和防控点,为及时发现、预警并采取措施抑制次同步振荡奠定基础.

摘要： 本发明公开了一种有效抑制次同步谐振和振荡的次同步阻尼控制系统，属于电力系统稳定与控制技术领域。所述系统包括：转速检测与前置处理器、组合式模态滤波器、组合式比例移相器、模态控制信号综合器、次同步补偿电流指令计算器、电流差拍控制器和DC/AC变换器。本发明通过注入与机组轴系模态频率互补的次/超同步电流来抑制轴系扭振，能同时抑制多个扭振模态，功能全面，可以解决电力系统的多模态次同步谐振和振荡问题，提高了系统的次同步稳定性，并降低了大型发电机的轴系扭振疲劳损耗。

摘要： 本发明涉及一种基于次同步振荡短路比指标的次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：1)考虑双馈风力发电机组内部控制结构，建立双馈风电机组经柔性直流并网系统的等值阻抗模型；2)定义计及多种影响因素的次同步振荡短路比指标SSCR；3)根据不同参数数量级和灵敏度调整次同步振荡短路比指标SSCR，实现抑制次同步振荡。与现有技术相比，本发明具有模型准确、适用于抑制次同步振荡等优点。

摘要： 本发明公开的利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法包括：将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制装置的控制器的转速采样端连接；信号发生器生成信号：Asin(wt)，其中，w＝2×π×f，f为预定频率，A为信号幅值，A＝0；增大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检测发电机组的振动，当振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值；记录振动数据。采用本发明，能够在多台大型汽轮发电机组系统产生准确可控地轴系扭振，模拟当电网发生次同步振荡或次同步谐振时发电厂各机组的工况，为发电厂侧抑制次同步谐振、次同步振荡和保护发电机组轴系安全的装置和设备的参数整定设置，提供试验环境和手段。

摘要： 本发明涉及一种基于次同步振荡短路比指标的次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：1)考虑双馈风力发电机组内部控制结构，建立双馈风电机组经柔性直流并网系统的等值阻抗模型；2)定义计及多种影响因素的次同步振荡短路比指标SSCR；3)根据不同参数数量级和灵敏度调整次同步振荡短路比指标SSCR，实现抑制次同步振荡。与现有技术相比，本发明具有模型准确、适用于抑制次同步振荡等优点。

摘要： 本发明是一种抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统。包括有反馈信号处理器、多模式带通滤波器、多模式比例移相器、模态控制信号综合器、附加信号控制器。通过在柔性直流控制系统上附加次同步阻尼控制策略，能同时抑制多个扭振模态，功能全面，可以解决电力系统的多模态次同步谐振和振荡问题，提高了系统的次同步稳定性，进而提高电网的输电能力并保障发电机的安全。

摘要： 本发明公开的利用次同步振荡抑制装置激发发电机组次同步振荡的方法包括：将信号发生器的输出端与次同步振荡抑制装置的控制器的转速采样端连接；信号发生器生成信号：Asin(wt)，其中，w＝2×π×f，f为预定频率，A为信号幅值，A＝0；增大信号发生器所生成信号的信号幅值，同时次同步振荡抑制装置检测发电机组的振动，当振动达到预定振动幅值时停止增大信号幅值；记录振动数据。采用本发明，能够在多台大型汽轮发电机组系统产生准确可控地轴系扭振，模拟当电网发生次同步振荡或次同步谐振时发电厂各机组的工况，为发电厂侧抑制次同步谐振、次同步振荡和保护发电机组轴系安全的装置和设备的参数整定设置，提供试验环境和手段。

摘要： 本发明提供一种电力系统次同步振荡与超同步振荡的辨识方法及装置，方法包括：基于电力系统的振荡信号建立分析模型，包括一个基波正弦分量、一对频率耦合的次同步正弦分量和超同步正弦分量；将基波正弦分量分解为正频率基波正弦分量和负频率基波正弦分量，将次同步正弦分量与超同步正弦分量分别合成为正频率振荡分量和负频率振荡分量；构建同步相量频谱拟合方程组，基于傅里叶变换后的同步相量序列，对频谱误差进行加权；以加权后的频谱误差的范数最小为目标，求解同步相量频谱拟合方程组，得到正频率基波正弦分量、负频率基波正弦分量、正频率振荡分量和负频率振荡分量，确定基波正弦分量、次同步正弦分量和超同步正弦分量的频率、幅值和相位。

摘要： 一种次同步振荡监测保护装置以及次同步振荡监测保护方法，该装置通过在线识别新能源场站各条集电线、新能源汇集站各条汇集进线和出线上瞬时功率中次同步振荡信号，获取振荡频率，然后依次通过滤波设计提取各条线路中电压和电流的次同步/超同步分量，进而针对提取出的次同步/超同步分量提供次同步/超同步振荡阻抗保护、次同步/超同步谐波电流保护以及次同步功率振荡保护三种保护元件，其中次同步/超同步振荡阻抗保护为主保护，次同步/超同步谐波电流保护和次同步功率振荡保护为后备保护，从而实现了在发生次同步振荡时，装置保护快速切除扰动源，保障系统安全稳定运行。

摘要： 本发明公开了一种附加次同步阻尼控制器的双馈风机次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：基于固有时间尺度分解算法获取双馈风机转子电流信号中的振荡频率；从所述振荡频率中获取次同步抑制信号，所述次同步抑制信号为所述双馈风机转子电流信号的次同步振荡分量；调节所述次同步抑制信号的幅值；将调节幅值后的所述次同步抑制信号注入双馈风机转子侧变流器的控制环中。本发明的目的在于提供一种附加次同步阻尼控制器的双馈风机次同步振荡抑制方法，保证次同步阻尼控制器中的带通滤波器的中心频率准确跟踪振荡频率，从而完整提取次同步振荡分量，避免相位补偿环节。

摘要： 本实用新型涉及电网技术领域，公开了一种次同步动态稳定器的多重化保护装置及次同步振荡抑制装置，所述多重化保护装置包括：测速单元，其连接发电机组，用于对发电机组进行测速，并获得互为备用的两路转速信号；以及保护单元，其连接所述测速单元和所述次同步动态稳定器，用于从所述测速单元获得转速信号，还用于检测所述次同步动态稳定器的电流信号、电压信号及电网电压，并两路转速信号均异常时或在检测到电流信号、电压信号及电网电压超过或低于设定的阈值时，使所述次同步动态稳定器停止运行。本实用新型保护了发电机组、电力系统和次同步动态稳定器之间相互不受彼此故障干扰的影响。