第三章 电力系统低频振荡

电力系统低频振荡的产生原因及危害性

电力系统低频振荡的产生原因及危害性(图文) 2010-10-23 10:28:14 互联网浏览： 1111 发布评论( 0) 介绍电力系统低频振荡的产生原因及危害性、PSS的基本原理、参数、作用及现场试验过程，并对实验结果进行探讨。 关键词：低频振荡励磁调节器电力系统稳定器(PSS) 1 前言 天津大唐盘山发电有限责任公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂，它同原有天津国华盘山发电有限责任公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV线路向系统送电，地处京津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组，其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。 根据国家十五计划实现全国联网的要求，华北电网规定，新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行，为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求，2003年6月18日，在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。 2 低频振荡产生原因分析及危害性 电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上，或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调节特性，提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成为负值，以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息，甚至导致自发的低频振荡，低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风险管理世界-) 低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。 3 PSS原理及其作用 为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应，人们对传统励磁系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器，向其中注入某些附加控制信号，使之可以提供正的阻尼，平息振荡，这就是PSS最

基于Prony算法的电力系统低频振荡模式识别解读

内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：基于Prony算法的电力系统 低频振荡的模式识别 学生姓名：谢霞 学号：200867130301 专业：电气工程及其自动化 班级：电气2008-3班 指导教师：杨培宏讲师

基于Prony算法的电力系统低频振荡的模态识别 摘要 随着电网的日益扩大，大容量机组在电网中不断的投运以及高放大倍数的励磁系统的使用，使得系统中低频振荡现象时有发生。研究在线的模态的辨识是实现电力系统低频振荡在线监视以及抑制低频振荡的重要理论基础。为了研究电力系统低频振荡，人们提出了许多方法。而Prony算法可以通过给定输入信号下的响应直接估计系统的振荡频率、衰减因子、幅值和相位。在实际应用中，将现场测量的低频振荡数据进行Prony分析，从而得到低频振荡的模型组成，包括各个模型的频率、振幅、衰减因子和相角。因此，Prony算法在电力系统低频振荡分析中得以广泛应用。但Prony算法也有其局限性，如受噪声影响较大等。 关键词：电力系统；低频振荡；Prony分析

Power system low frequency oscillation mode identification based on Prony method Abstract With the growing of power grid, that large capacity units in power grid are continuous operated and the excitation system with high magnification is used makes the system often happen low frequency oscillations. Study of online model identification is the important theoretical basis of the realization of power system low frequency oscillation monitoring as well as damping. In order to study the low frequency oscillation in power system, the people proposed many methods. The Prony method can use the input signal response to directly estimate the oscillation frequency, damping, amplitude and phase. In practical application, Prony analysis analyse the low frequency oscillation data of situation measurement and obtain the low frequency oscillation models, including the frequency, amplitude, damping and phase angle of every model .Therefore, the Prony method is widely applied in low frequency oscillation of power system. But Prony algorithm has its limitations, such as the noise influence. Key words: Electric power system; Low frequency oscillation; Prony analysis

电力系统低频振荡

第36卷第22期电力系统保护与控制Vol.36 No.22 2008年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2008 电力系统低频振荡 郭权利 （沈阳工程学院电气工程系，辽宁 沈阳 110136） 摘要：由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在 0.1～2.0 Hz之间，通常称之为低频振荡。随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用，电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注。低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性。介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法，并对以后的工作重点做了进一步的阐述。 关键词: 低频振荡；频率波动；负阻尼；分析方法 Low Frequency Oscillation in Power System GUO Quan-li （Electrical Engineering Department，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China） Abstract: Because of the lack of damping system or negative damping system on the transmission line caused power fluctuations generally between 0.1-2.0 Hz, usually called as low-frequency oscillations. With the development of the size of the power system and large applicationl of the rapid excitation system, the low-frequency oscillation (LFO) of the power system are causing for more and more concern. And low-frequency oscillation affect the stability of the power system and the reliability of the relay device. This text introduces the concept of low-frequency oscillations, all kinds of mechanism and research status, analysis and control methods, and elaborate the focus of the work for a further step. Key words: low-frequency oscillation; frequency fluctuating; negative damping; analysis method 中图分类号： TM711 文献标识码： A 文章编号： 1674-3415(2008)22-0114-03 0 引言 低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应，常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。系统缺乏阻尼甚至阻尼为负，对应发电机转子间的相对摇摆，表现在输电线路上就出现功率波动，由系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在 0.1~2.0 Hz之间，通常称之为低频振荡（又称功率振荡，机电振荡）。一般来说，电力系统振荡模式可分为两种类型：地区振荡模式和区域振荡模式，若系统低频振荡频率很低（0.1~0.5 Hz），则一般认为属互联系统区域间振荡模式。而如果振荡较高，在1 Hz以上，则认为是本地或区域间机组间的振荡模式[1]。对于地区振荡模式，振荡频率较高，参与的机组较少，因而只要在少数强相关机组上增加阻尼，就能显著地增加振荡模式的阻尼。对于区域振荡模式，振荡频率较低，参与的机组较多，因而只有在多数参与机组上增加阻尼，才能显著地增加振荡模式的阻尼。显然，抑制区域振荡模式的低频振荡要比抑制地区振荡模式的低频振荡更加复杂和困难，所以，系统运行中更容易发生区域振荡模式的低频振荡。 由于低频振荡影响着系统的安全稳定运行，并对继电保护装置动作行为产生相当大的影响，因而本文从低频振荡的一些概念和当前研究状况分析，总结了当前分析低频振荡问题的方法和进一步的研究方向。 1 低频振荡的负阻尼机理 电力系统受到扰动时，会发生发电机转子间的相对摇摆，表现在输电线上就会出现功率波动。如果扰动是暂时的，在扰动消失后，可能出现两种情况：一是发电机转子间的摇摆很快平息，二是发电机转子间的摇摆平息的很慢甚至持续增长，若振荡幅值持续增长，以致破坏了互联系统之间的静态稳定，最终将使互联系统解列。产生后者情况的原因是系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负，现象表现为受

电力系统次同步振荡产生原因分析及对策

电力系统次同步振荡产生原因分析及对策 作者姓名 (单位名称，省份城市邮政编码) 摘要：在电网中串联补偿电容可以提高输电能力和稳定性，但也可能发生次同步振荡（SSO，Subsynchronous Oscillation）运行状态。发电机组以低于同步频率的振荡频率运行，严重影响机组的安全运行，对于电力系统的稳定性及其不利。本文分析了电力系统次同步振荡产生的原因和影响，在此基础上，阐述了解决次同步振荡问题的具体步骤。并探讨了有效抑制次同步振荡的保护方法，对于降低次同步振荡现象对电网安全的影响，提高电力系统的安全性和稳定性具有积极的意义。 关键词：次同步；振荡；输电；抑制；可控串补 发生机电扰动时，汽轮机驱动转矩与发电机电磁制动转矩之间失去平衡，使轴系这个弹性质量系统产生扭转振动[1-2]。引起扭振的原因包括机械扰动与电气扰动。机械扰动指不适当的进汽方式、调速系统晃动、快控汽门等。电气扰动分为两类：一类是次同步谐振(SSR，Subsynchronous Resonance)及次同步振荡(SSO，Subsynchronous Oscillation) ；另一类指各种急剧扰动如短路、自动重合闸、误并列等。 一电力系统次同步振荡产生的原因及抑制步骤 （1）次同步振荡产生原因 通过串联电容的形式进行补偿可以提高输电线路的输送能力，优化输电线路间的功率分布，并可以增加电力系统的稳定性，是交流输电系统中广泛采用的方法[3-4]。但这种方法也可能引发电力系统中的电气系统或汽轮发电机组以小于同步频率的振动频率进行能量交换，称为次同步振荡（SSO）。诱发次同步振荡的原因包括串联电容、稳定器的加装、励磁系统、直流输电等。次同步谐振会造成汽轮机或发电机的轴系长时间呈现低振幅扭振的状态，又因为发电机或汽轮机的转子具有较大的惯性，轴系具有灵敏的低阶扭转模态特性，所以发电机或汽轮机会出现低周高应力的机电共振，对发电机组的安全运行造成严重的威胁。次同步振荡在交流输电系统和直流输电系统中的形成原理不同，在交流输电系统由于又谐振回路的存在所以称为次同步谐振（SSR），主要从异步发电效应、暂态力矩放大作用和机电扭振相互作用三个角度进行描述和分析。其中，发电机扭振时最重要的一种影响，长时间的机电扭振的存在会加剧发电机组的疲劳损耗。也会产生隐性故障，一旦发展成机电材料破损，将会造成恶性事故，对电力系统的安全稳定运行带来极大的威胁。 （2）抑制步骤 对于次同步振荡的问题可以通过三个步骤加以解决。第一步是通过对系统进行分析，选择合适的运行方式。由汽轮发电机轴系扭振监测系统对发电机组的各种电气扰动下的轴系扭振进行实时路波，分析机组轴系的模态、阻尼以及扭振对轴系造成的损失。从而由阻尼值是收敛还是发散决定不同的运行方式下是否存在次同步振荡或次同步谐振。第二步是对次同步振荡进行抑制或消除。具体的办法是提高发电机组的阻尼来抑制或消除次同步振荡。例如，可以通过发电机端阻尼控制系统（GTSDC）对发电机组定子电流进行控制达到提高阻尼的效果；还可以通过次同步阻尼控制系统，根据系统的具体控制要求，向电力系统或发电机组提高次同步电流，使发电机组增加与次同步扭振相适应的次同步阻尼扭矩，达到抑制次同步振荡的作用。第三步是建立发电机组扭振保护系统（TSR），实时连续地监视汽轮发电机轴系的转速情况，并及时进行分析。当轴系的疲劳值达到极限或者当轴系被激发特征频率的扭振、振幅逐步发散可能对机组安全构成威胁时，进行保护跳闸、告警及联动。

振荡电路的原理

高频放大器 使用高频功率放大器的目的是放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。如果VCC、VBB、vb 3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻Rp决定。此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。 原理 放大电路所需的通频带由输入信号的频带来确定，为了不失真地放大信号，要求放大电路的通频带应大于信号的频带。如果放大电路的通频带小于信号的频带，由于信号的低频段或高频段的放大倍数下降过多，放大后的信号不能重现原来的形状，也就是输出信号产生了失真。这种失真称为放大电路的频率失真，由于它是线性的电抗元件引起的，在输出信号中并不产生新的频率成分，仅是原有各频率分量的相对大小和相位发生了变化，故这种失真是一种线性失真。 For personal use only in study and research; not for commercial use 高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻变换和选频滤波功能。高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。 本级振荡电路 本级振荡电路图 本级振荡电路采用改进型晶体振荡电路（克拉伯振荡电路），振荡频率由晶振决定，为6MHz，三极管的静态工作点由RP0控制，集电极电流ICQ，一般取0.5mA～4mA,ICQ过大会产生高次谐波，导致输出波形失真。调节RP1可使输出波形失真较小、波形较清晰，RP2用来调节本振信号的幅值，以便得到适当幅值的本振信号作为载波。 混频器 工作频率 混频器是多频工作器件，除指明射频信号工作频率外，还应注意本振和中频频率应用范围。

激光打靶游戏机讲解

激光打靶游戏机 激光打靶游戏机 类别：电子综合 本例介绍用常用的元器件来制作激光武器，并且用它来进行射击游戏。工作原理射击游戏机由激光玩具手枪和光电靶机组成。图 (a)是装在玩具手枪中的激光发射电路。用手扣动扳机SB时，其动断触点断开，动合触点闭合。电流通过电阻R和激光二极管VD对电容C进行瞬时充电，激光二极管VD 发出红色的激光束。当射击完成后，动合触点断开，动断触点闭合，电容C通过动断触点放电，为下次射击做准备。图（b)是光电靶机电路图。IC 1是4 一2输入端与非门数字集成电路CD4011，其中D1和D2构成一个低频多谐振荡器，D3和D4构成另一个低频振荡器。合上开关S，当激光玩具枪击中靶机时，光敏电阻R2的电阻变小，三极管VT导通，D1的一个输人端由低电平变为高电平。同时，电源电流通过三极管VT对电容C1充电。电路开始振荡，由D2输出方波信号加到IC2数字集成电路CD4017的CP端，使输出端YO一Y3依次输出高电平。当输出端Y4为高电平时，高电平通过二极管VD1加到R端使之清零，又使YO为高电平。如此循环，就使得装在靶机面板上的4只发光管VD2一VD5依次发光，形成缓慢变化的光环。同时，当D2输出高电平时，D3和D4组成的振荡器振荡使压电片B发出“嘟、嘟……”的声音。直到电容C1的电放完，使D1的一个输人端为低电平，Dl和D2构成的振荡器停止振荡为止。元器件选择IC1用4一2输入与非门CD4011。IC2用十进制计数分频器CD4017. 三极管VT 选用9015型硅PNP小功率三极管，要求电流放大系数β＞150。发光管VD2一VD5用Φ3mm红色发光二极管。光敏电阻R2用MG41一22型等，要求亮阻＜3 kΩ．暗阻＞1MΩ. 激光笔选用市售塑料外壳玩具激光笔。按钮开关SB用带有动合触点和动断触点的。压电片B用协27 mm压电陶瓷蜂鸣器，如FI'一2 卞、HTD27A一1型等。开关S.用钮子开关。电池用4节5号电池。制作与调试在激光笔中引出两条导线，可用小圆形敷铜板叠放在纽扣电池上进行改制。将激光笔装在玩具枪的内部前端。按钮开关装在扳机连杆的下方并用AB胶固定，内部再焊上电容。要求扣动扳机时，能发出激光，随即熄灭即可。靶机的制作方法：按图7一18（b)制成线路板后，一般无需调试即能工作。找一个四方形的塑料外壳，在面板上中间挖一小孔将光敏电阻装上并胶牢。再把4只发光管等距离排列并固定在面板上。把压电陶瓷片装上共鸣腔也装在面板上，并在面板上开一些小孔便于传声。把电池盒和线路板固定在塑料外壳内，外形如图（c）所示。使用时，用激光玩具枪瞄准并扣动扳机射击，击中时发出响声并显现光环。一段时间射击熟练之后，可逐步增加射击距离。

电力系统次同步振荡.

第8章HVDC引发SSO的机理及抑制 8.1 概述 由HVDC输电系统引起电力系统SSO的原因可以归纳为三种情况： （1）与HVDC的辅助控制器相关； （2）与HVDC系统的不正常运行方式相关； （3）与HVDC系统的电流控制器相关。 第一种情况可以通过改造辅助控制器来消除隐患，第二种情况尽管难以预测，但在实际工程中很少碰到，可以通过规范系统的运行来解决，第三种情况较为常见，可以通过在HVDC 控制器中做些改变加以解决，如加入SSDC。本文重点讨论由HVDC电流控制器引发的SSO 问题。 实际经验表明，次同步振荡基本上只涉及汽轮发电机组，尤其是30万千瓦以上的大容量机组。水轮发电机组转子的惯量比汽轮机要大得多，且水轮机的水轮上具有黏性阻尼，故其转子的固有阻尼很高，不易发生次同步振荡。对于汽轮发电机组，HVDC系统也只有在一系列不利因素同时作用时,才可能产生次同步振荡不稳定。这些不利因素主要包括：（1）汽轮发电机组与直流输电整流站之间的距离很近； （2）该汽轮发电机组与交流大电网的联系很薄弱； （3）该汽轮发电机组的额定功率与HVDC系统输送的额定功率在同一个数量级上。 其中，汽轮发电机组与交流系统大电网之间联系的强弱对其能否发生次同步振荡起着非常重要的作用。常规电力负荷的特性随频率而变化，它们对发电机组次同步振荡有一定的阻尼作用，但当发电机与大电网的联系较弱时，这个阻尼基本上不起作用。此外，若HVDC 系统所输送的功率大部分由附近的汽轮发电机组供应，则功率振荡通常发生在整流站和这些发电机组之间，当HVDC的额定功率与附近发电机组的额定容量相差不大时，振荡情况较严重。 在逆变站附近的汽轮发电机组一般不会发生次同步振荡，因为它们并不向直流输电系统提供有功功率,而只是与逆变站并列运行，向常规负荷供电。HVDC系统中的次同步振荡与HVDC运行工况、控制方式、控制参数、输送功率、直流线路参数，以及发电机同直流输电线的耦合程度等因素有关。 8.2 次同步电气量在交直流侧间的传递关系分析 HVDC换流器具有离散采样和调制的特性，可以用开关函数法对其进行分析。对换流器进行开关函数分析后，可以得到系统的次同步电气量在发电机组转子、交流网络、HVDC 直流侧系统之间的相互传递关系。 当交流侧电压中有频率为ωm的次同步分量时，经过换流器调制作用后在直流电压中将存在显著的频率为(ω0-ωm)的分量，其中ω0为系统的额定频率；反之，当直流电流中存在次同步频率为ωr的纹波分量时，经过换流器调制作用后在交流侧相电流中将存在显著的频率为(ω0±ωr)的分量。 发电机组转子与交流网络的次同步分量是通过定、转子磁场的相对运动产生的。转子上频率为ωs的扰动会在定子侧感应出与ωs互补的次同步(ω0-ωs)分量和超同步(ω0+ωs)分量。对

LC振荡电路的工作原理及特点

简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点 LC振荡电路，顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路，这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。常见的LC振荡电路有好多种，比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式，它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比，如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话，就必须提高其振荡频率，而且还必须是电路具备开放的形式。 LC振荡电路之所以有振荡，是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性，使得电磁这两种能量在交替转化，简而言之，由于电能和磁能都有最大和最小值，所以才有了振荡。当然，这只是一个理想情况，现实中，所有的电子元件都有一些损耗，能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部，导致能量不断减小。所以LC 振荡电路必须要有放大元件，这个放大元件可以是三极管，也可以是集成运放或者其他的东西。有了这个放大元件，这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大，从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。 开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大，然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负，按变压器同名端的符号可以看出，L2的上端电压极性为负，反馈回基极的电压极性为正，满足相位平衡条件，偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件，只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适，满足振幅条件，就能产生频率F0的振荡信号。 LC振荡电路物理模型的满足条件 ①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线)，从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。 ②电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。 ③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。 能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。 振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。 充电完毕(放电开始)：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。 放电完毕(充电开始)：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。 放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。 在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的

电力系统振荡的原因及危害知识讲解

电力系统振荡的原因 及危害

电力系统振荡的原因及危害 1前言 XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂，它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV 线路向系统送电，地处京津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组，其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。 根据国家十五计划实现全国联网的要求，华北电网规定，新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行，为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求，2003年6月18日，在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。 2低频振荡产生原因分析及危害性 电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上，或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调节特性，提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成为负值，以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息，甚至导致自发的低频振荡，低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风险管理世界 低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。 3PSS原理及其作用 为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应，人们对传统励磁系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器，向其中注入某些附加控制信号，使之可以提供正的阻尼，平息振荡，这就是PSS最基本的原理。PSS作为一种附加励磁控制环节，即在励磁电压调节器中，通过引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服励磁调节器引起的负阻尼，控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机

电力系统周期振荡的失稳分析

电力系统周期振荡的失稳分析 发表时间：2018-09-18T15:14:39.473Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：陶维峰[导读] 摘要：随着国民经济的发展和电网规模的不断扩大，电力系统的动态稳定性越来越受到广泛关注。电力系统的整体控制性和系统互联性在一定程度上加剧了电网低频振荡对电力系统安全稳定运行的威胁。因此，分析影响电力系统低频振荡的诱发因素，并在此基础上分析低频振荡控制的方法，是有效改善当前电力系统安全稳定状况的有效措施。 （江苏阚山发电有限公司江苏徐州 221000）摘要：随着国民经济的发展和电网规模的不断扩大，电力系统的动态稳定性越来越受到广泛关注。电力系统的整体控制性和系统互联性在一定程度上加剧了电网低频振荡对电力系统安全稳定运行的威胁。因此，分析影响电力系统低频振荡的诱发因素，并在此基础上分析低频振荡控制的方法，是有效改善当前电力系统安全稳定状况的有效措施。 关键词：电力系统、低频振荡 0引言 低频振荡是由于电力系统在运行中不断受到外界和内部的干扰，使发电机转子间的阻力不足引起的。从低频振荡发生至今，研究较多的是负阻尼机理，由于系统的调节措施作用，产生附加的负阻尼，抵消系统的正阻尼，导致扰动后振荡不衰减或增幅振荡。因此，研究电力系统低频振荡就是要确定系统中是否存在弱阻尼的振荡模式，并采取有效措施增强这些模式的阻尼，减少发生振荡的可能。为了抑制低频振荡，本文针对现有各种低频振荡的分析方法和抑制措施进行分析研究。 1 电力系统低频振荡概述 1.1 电力系统稳定的定义及分类 所谓定系统的稳定性，是指表征电力系统在受到物理扰动之后，系统自行恢复到运行平衡点的一种综合能力。当系统在给定的初始运行下运行时，由于受到明显的物理扰动，所以系统需要充分发挥自身的性能重新回到原平衡点。这种运行的完整性和平衡性能力被称为电力系统的稳定性。当电力系统受到外界和内部干扰时，依然能够实现发电机组输出的电磁转矩和原动机输入的机械转矩的平衡，使得所有发电机转子速度保持恒定，从而使在电气上连接在一起的各个同步发电机机械输入转矩和电磁转矩平衡，最终保证了电力系统的安全稳定运行。电力系统的稳定性可以分为功角稳定、电压稳定、频率稳定三大类。根据扰动的强度大小，功角稳定又分为小信号稳定和暂态稳定，功角稳定是影响电力系统稳定性的最主要分类。 1.2 电力系统低频振荡的必要性 我国地域辽阔，电力能源需求大，电力能源结构还不够完善。当前的电力负荷中心主要集中在东部和南部地区，为了促进我国电力事业的发展，我们提出了“西电东送、南北互供，全国联网”的电力发展战略。这样，电网互联会有助于实现“电网错峰、水火电互补、功率紧急支援”，提升发电和输电的经济性和可靠性。因此，强化对电力系统低频振荡问题的研究可以有效发挥这些优势，促进国家电力事业的发展。 为了促进西部电力资源的大力开发，西电东送工程是其中的重要一环。借助于西电东送工程，把西部丰富的水电资源输送到华东和广东等负荷中心，从而实现资源的平衡配置。但是需要解决的一个技术难题是超距离负荷中心超容量输电的问题。在负荷高峰期，容易因为联络线路之间的低频自发振荡而降低电力系统的稳定性，所以解决系统的低频振荡问题是实现跨区域交流联网、保证电网安全稳定运行、提升电网传输能力的关键途径。 2 电力系统低频振荡控制的方法分析 2.1 线性模式分析法 这种分析方法是解决小扰动稳定性的系统优化方法。这种方法的设计初衷是从非线性系统的线性逼近稳定性出发，找到非线性系统在平衡点附近的小范围稳定区域。这个方法的关键是用线性模式分析法，在系统初始工作点附近把系统动态元件的方程线性化，从而得出一个系统状态方程。通过分析这个状态方程的特征矩阵的复特征，找到它的特征向量。根据特征向量找到振荡模式在整个系统中的行为信息，从而找出振荡模式和状态变量间的线性相关性。据此来提升电力系统的小扰动稳定性。 2.2 时域仿真法 这种方法是对电力系统的暂态稳定性展开分析的一种常用方法。这种方法可以充分考虑到电力系统非线性因素的影响，通过建模和检验分析结果以及控制器的控制效果来分析系统的暂态稳定性。它是以数值分析为基础，通过计算机仿真系统来测得电力系统在扰动状态下的时间响应，从而得出系统振荡模式频率和阻尼特性。这种方法只适合运用在小型的电力系统扰动性分析中。因为它受地域限制明显。 2.3 信号分析法 信号分析法是指通过对实测数据或仿真数据的分析得出系统的震荡模式信息的一种方法。目前常用的信号分析法是Prony法。这种方法的原理是借助于指数函数的线性组合，通过模拟组合的方式来采集数据的方法。优点是能够从暂态仿真数据或现场实测数据中找到各个分量的频率阻尼比和相位等信息，得出高度准确性的仿真分析结果。多次试验表明该方法在提取系统的振荡特性方面具有显著的优势和可靠性。 2.4 非线性模式分析法 该方法是把电力系统看作一个复杂的非线性系统，认为该系统在受扰动情况下会表现出动态特性。这些动态特性是反映电力系统的结构负荷特性、故障类型、故障地点的重要信息载体。因此通过在运行点附近求出系统状态方程，就可以获得系统的稳定性信息。该方法的局限是必须要在系统稳定工作点附近进行测量，分为正矩形方法和模态级数法两种。正矩形方法的数学实质是非线性微分方程所展开的二阶以及二阶以上的高阶解析解，它可以有效分析模式之间的非线性相关作用对控制性能、控制器设计的影响，从而得出控制模式和低频振荡模式的强相关作用。模态计数法是研究电力系统动态特性的新方法，不需要状态空间的线性变换，可以用于交直流互联电力系统的模式非线性分析。 3低频振荡抑制措施 3.1一次系统抑制方法

中心频率详细讲解

中心频率详细讲解 什么是中心频率呢,中心频率就是滤波器通频带中间的频率，以中心频率为准,高于中心频率一直到频率电压衰减到0。707(1/根号2）倍时为上边频,相反为下边频，上边频和下边频之间为通频带。 从原理上讲，再复杂的声音也可以用傅里叶分析的方法把它最后分解成若干正弦波的叠加。但是如果反过来用正弦波叠加的方法制作声音就相当麻烦，主要是很难做出预期的声音.这样的合成技术叫做加法合成，最早的应用大概就是管风琴或电风琴的音栓.要是用滤波器对现有波形进行加工，逐步将其中的各种频率成分减去使之适合自己的需要,事情就会容易一些。这就是减法合成。雕塑家罗丹讲起他的创作时曾有过名言：“拿起工具,把不需要的部分去掉”。减法合成的道理差不多也是这样。 最早期的合成器，用简单的振荡器发生“傻乎乎"的波形，象正弦波、三角波,还有更明亮些的锯齿波、脉冲波等。然后用变形、调制等手法来修饰它们,滤波器是非常重要的工具。 当前的合成器技术已经与早期大不相同，但无论模拟还是数字合成器或者软件合成器，都离不开滤波这一信号处理手段.随着电子技术的发展，滤波器也不再是电容、电阻、电感搭成的电路,大多已变成数字电路甚至就是软件。 合成器中使用的滤波器通常有四种形式：低通、高通、带通、陷波。顾名思义低通就是让低频通过，滤掉高频；高通是让高频通过，滤掉低频;带通是让某一个范围的频率通过，滤除其余频率；陷波是

滤除某一个范围的频率，让其余频率通过. 有几个常用的名词也顺便在这里介绍一下：被滤波器阻挡的频率范围称为禁带（Stopband）；能顺利通过滤波器的频率范围称为通带(Passband）；禁带的开始处称作半功率点（Half—power point）。滤波器允许或阻止一定的频率通过并不象刀切一样突然变化，而是有一个过渡,是一条斜线。斜线的倾斜程度用斜率（Slop）来表示。当输出信号下降3分贝时，就是半功率点,也叫负3分贝点，大家可能更加熟悉它的另一个称呼“截止频率"（Cutoff Frequency)。合成器中滤波器的截止频率经常是可以随便移动的。带通和陷波滤波器各自有两个半功率点，这两点的中心称为中心频率（Center Frequency）。合成器中最常见的是低通滤波器，如果一台合成器只有一个滤波器的话，毫无疑问就是低通滤波器。 滤波器的斜率要用频率和输出分贝共同表达.这里经常用“八度”作频率的单位.合成器技术和音响技术中“八度”和音乐中“八度”的含义完全一致.比如每八度—3分贝是不太陡的斜线;而每八度—6分贝或—12分贝甚至—24分贝就更陡些。斜率通常由每个滤波器的结构所决定，不能随意改动。软件滤波器不受此限制。 斜率会影响到声音的听觉印象。例如我们送一个100Hz的锯齿波进截止频率300Hz的低通滤波器（正巧等于三次谐波的频率)，那么三次谐波在滤波器的输出端将从原来的电平下降3分贝。如果滤波器的斜率是6分贝/八度，六次谐波的电平就还要降6分贝，十二次谐波在此基础再降6分贝,依此类推。这是一条不太陡的斜线，不少高次

电力系统振荡的结果及处理方式

电力系统振荡的结果及处理方式 2012/7/13 15:35:41 当发生短路或突然有大负荷切除或投入时，发电机与大系统之间的功角会发生变化，发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动，这就是电力系统的振荡。 电力系统振荡的结果有两种：一个是发电机的输出功率和负载能重新在一个点上实现平衡，经过一段时间的振荡后重新达到稳定，保持同步运行。一个是发电机的输出功率和负载能无法再在任何一个点上实现平衡，从而导致发电机失去同步。 发电机的原动机输入力矩突然变化，如：水轮机调速器不正常动作;系 统发生突然短路;大机组或大容量线路突然变化等。通常，短路是引起 系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。 电力系统振荡的预防：预防是多方面的，有继电保护上的要求，如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求，如避免使发电机的容量大于被 投入空载线路的充电功率，避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑，如避免发生发电机的次同步共振。 系统振荡有多种：异步振荡、同步振荡、低频振荡 异步振荡——其明显特征是，系统频率不能保持同一个频率，且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。如发电机、变压器和联络线的电流表，功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动，振荡中心的

电压摆动最大，并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络的输 送功率往复摆动;送端系统频率升高，受端系统的频率降低并有摆动。 引起电力系统异步振荡的主要原因： 1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏; 2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间 发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏; 3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步; 4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏; 5、电源间非同步合闸未能拖入同步。 异步系统振荡的一般现象： (1)发电机，变压器，线路的电压，电流及功率周期性的剧烈摆动，发 电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。 (2)连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流和功率摆动得最大。电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心，每一周期约降低至零一次。(3)失去同期的电网，虽有电气联系，但仍有频率差出现，送端频率高，受端频率低并略有摆动。 同步振荡——其系统频率能保持相同，各电气量的波动范围不大，且振荡在有限的时间内衰减从而进入新的平衡运行状态。 低频振荡——在电力系统中，发电机经输电线路并列运行时，在负荷突变等小扰动的作用下，发电机转子之间会发生相对摇摆，这时电力系统

电力系统的低频振荡

发电机的转子角、转速，以及相关电气量，如线路功率、母线电压等发生近似等幅或增幅的振荡，因振荡频率较低，一般在0.1－2.5Hz，故称为低频振荡。 其产生的原因主要为电力系统中发电机并列运行时，在扰动下发生发电机转子间的相对摇摆，并在缺乏阻尼时持续振荡导致。 低频振荡是随着电网互联而产生的。联网初期，同步发电机之间联系紧密，阻尼绕组可产生足够的阻尼，低频振荡少有发生。随着电网互联规模的扩大，高放大倍数快速励磁技术的广泛采用，以及受经济性、环保等因素影响下电网的运行更加接近稳定极限，在世界各地许多电网陆续观察到低频振荡。 大致可分为局部模式振荡和区域间模式振荡两种。一般来说，涉及机组越多、区域越广，则振荡频率越低。 低频振荡的多重扰动特征 一般认为，低频振荡是电力系统在遭受扰动后联络线上的功率摇摆。系统动态失稳是扰动后由于阻尼不足甚至是负阻尼引起的发散振荡导致的。失稳的因素主要是系统电气阻尼不足或缺乏合适的有功配合，通常是由以下几种扰动引发的：（1）切机；（2）输电线故障或保护误动；（3）断路器设备事故；（4）损失负荷。扰动现象一般要经历产生、传播、消散的过程，在传播过程中可能引起新的扰动，同时针对扰动的操作本身也是一种扰动。所以，这些情况往往不是孤立的，而是相互关联的，在时间、空间上呈现多重现象。这就是多重扰动存在的实际物理背景。持续恶化的互相作用最终将导致系统失稳、解列，形成大规模的停电事故。 电厂系统低频振荡的现象及处理 主要现象：系统频率在一定范围内振荡，且具有与同步振荡类似现象。 处理： 1) 应根据振荡频率、振荡分布等信息正确判断低频振荡源； 2) 如振荡源为本厂，则降低机组有功，直至振荡平息； 3) 提高振荡区域系统电压； 4) 若有运行机组PSS未投入，应立即将其投入。

电力系统振荡的原因及危害

电力系统振荡的原因及危害 1前言 XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂，它同原有XXXX公 司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV线路向系统送电，地处京津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组，其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。 根据国家十五计划实现全国联网的要求，华北电网规定，新建大型发电机组励磁 系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行，为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求，2003 年6月18日，在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。 2低频振荡产生原因分析及危害性 电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上， 或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调节特性，提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成为负值，以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息，甚至导致自发的低频振荡，低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风险管理世界 低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列， 严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。 3PSS原理及其作用 为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应，人们对传统励磁 系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器，向其中注入某些附加控制信号，使之可以提供正的阻尼，平息振荡，这就是PSS最基本的原理。PSS作为一种附加励磁控制环节，即在励磁电压调节器中，通过引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服励磁调节器引起的负阻尼，控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。它不仅可以补偿励磁调节器的负阻尼，而且 可以增加正阻尼，使发电机有效提高遏制系统低频振荡能力。 尽管PSS已是成熟的普遍技术，但它仍是消除互联电网负阻尼低频振荡最经济有效的方法。当系统规模较小、互联程度较低时，系统振荡不明显，PSS整定不为人们所关注。但在当今大电网互联迅速发展的情况下，PSS的作用已经引起人们的高度重视。1994

低频振荡问题综述

电力系统低频振荡分析综述 1. 低频振荡概念 电力系统在某一正常状态下运行时，系统的状态变量具有一个稳态值，但是电力系统几乎时刻都受到小的干扰影响，如负荷的随机变化或风吹架空线摆动等。当系统经受扰动后，其运行状态会偏离原来的平衡点，这时希望系统在阻尼的影响下经历一个振荡过程，回到稳定的平衡运行点。在这一过程中，如果系统的阻尼不足则会出现或观测到电力系统的低频振荡现象。 所谓的低频振荡，一般有如下的定义描述。电力系统中的发电机经输电线路并列运行时，在某种扰动作用下，发生发电机转子之间的相对摇摆，当系统缺乏正阻尼时会引起持续的振荡，输电线路上的功率也发生相应的振荡。这种振荡的频率很低，范围一般是，称其为低频振荡[1]。 在互联电力系统中，低频振荡是广泛存在的现象。根据当今电力系统中出现过的低频振荡现象来看，功率振荡的频率越低时，涉及到的机组相对地就越多。研究中，按低频振荡的频率大小和所涉及的范围将其分为两类[2]或者说两种形式。 一种为区域内的振荡模式，涉及同一电厂内的发电机或者电气距离很近的几个发电厂的发电机，它们与系统内的其余发电机之间的振荡，振荡的频率约为。

另一种为互联系统区域间的振荡模式，是系统的一部分机群相对于另一部分机群的振荡，由于各区域的等值发电机具有很大的惯性常数，因此这种模式的振荡频率要比局部模式低，其频率范围约为。 关于这两种分类，可以在应用发电机经典二阶模型，并利用小干扰分析法说明低频振荡的过程中，通过讨论机组间的电气距离定性地分析出来，在本文后面的简单数学模型分析中将有说明。 由扰动引发的低频振荡受许多因素的影响，研究认为，当今电力系统发生低频振荡问题大多是由系统的阻尼不足引起。而一般来说，发电机转子在转动过程中受到机械阻尼作用，转子闭合回路、转子的阻尼绕组会产生电气阻尼作用。从互联系统自身来看，系统本身具有的自然正阻尼微弱性是发生低频振荡的内在因素。当然，在电力系统发生低频振荡时，往往是在系统中产生了负阻尼，这种负阻尼效应，使得总体的正阻尼作用减小甚至使系统的阻尼变为负。 研究认为，关于系统产生负阻尼的原因，较为确定的结论[3]有：发电机的励磁系统，尤其是高顶值倍数快速励磁系统会引起系统负阻尼；电网负荷过重时也会使系统阻尼下降；电网互联也可能导致系统的阻尼降低。 2. 简单的数学分析 由上所述，一般负担电压控制、无功功率分配等任务的发电机的励磁系统，在系统中可以提高同步发电机并联运行的稳定性，但它在