電力系統(tǒng)低頻振蕩控制技術(shù)研究

李 涵

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

電力系統(tǒng)低頻振蕩控制技術(shù)研究

李 涵

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

針對當(dāng)前電力系統(tǒng)中所呈現(xiàn)出的低頻振蕩問題，為了實現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，本文針對電力系統(tǒng)低頻振蕩控制技術(shù)展開了研究，并為如何實現(xiàn)該技術(shù)的完善運(yùn)用提出了對策。

電力系統(tǒng)；低頻振蕩；控制技術(shù)；機(jī)理；策略

前言：基于信息化時代背景下，電力企業(yè)在快速發(fā)展的過程中，逐漸落實了電網(wǎng)智能化建設(shè)，在此背景下，快速勵磁系統(tǒng)的運(yùn)用使得電力系統(tǒng)隨之產(chǎn)生了低頻振蕩問題，進(jìn)而給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行埋下了故障隱患。尤其是隨之電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的運(yùn)行面臨著極大的考驗，低頻振蕩現(xiàn)象的頻發(fā)給電力企業(yè)帶來了嚴(yán)重的損失與影響。因此，為了確保實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定且高效運(yùn)行，提升電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量與供電能力，就需要針對該問題的存在，實現(xiàn)低頻振蕩控制技術(shù)的完善落實。

1　電力系統(tǒng)中引發(fā)低頻振蕩問題的主要原因

1.1負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。隨著社會用電需求的提升，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的逐漸增大，使得容量機(jī)組采用率隨之提升，相應(yīng)快速勵磁系統(tǒng)的使用率也隨之加大。在此背景下，基于系統(tǒng)放大系數(shù)較大，進(jìn)而致使負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，并使得正阻尼轉(zhuǎn)矩被削弱，此時在電力系統(tǒng)中，相應(yīng)系統(tǒng)阻尼總量大幅度降低，加上外界一系列影響因素的作用，促使低頻振蕩現(xiàn)象發(fā)生。

1.2干擾信號的影響?；谥C振與共振下，干擾信號會對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，在此過程中，電網(wǎng)參數(shù)在這一干擾信號的作用下發(fā)生振蕩現(xiàn)象，進(jìn)而致使整個系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩問題。同時，經(jīng)過研究表明，干擾信號頻率與系統(tǒng)本身所具備的頻率間越接近，則引起低頻振蕩現(xiàn)象的可能性就越大，二者間呈現(xiàn)出了反相關(guān)性。

1.3非線性系統(tǒng)特點所帶來的影響?；陔娏ο到y(tǒng)下，其隸屬于非線性系統(tǒng)，而正是基于該系統(tǒng)的特點下，使得其在被干擾的狀態(tài)下，在系統(tǒng)的臨界點處，則會產(chǎn)生非線性現(xiàn)象，而此時系統(tǒng)特性無法實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)化，同時，狀態(tài)與參數(shù)值也在這一影響下產(chǎn)生變化，并集中于虛軸的左半平面上，隨之而來的便是亞臨界分歧現(xiàn)象，此種情況下，一旦系統(tǒng)受到一點干擾，則就會對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與性能的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響，進(jìn)而給系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行埋下了隱患。

1.4系統(tǒng)混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生?；谙到y(tǒng)初始條件的影響下，系統(tǒng)呈現(xiàn)出了自身的反應(yīng)特性，即不論初始點間的距離如何，當(dāng)存在外界影響因素時，初始點在逐漸運(yùn)行的過程中，相應(yīng)運(yùn)行軌道會發(fā)生變換，而參數(shù)間相互影響，此時低頻振動現(xiàn)象的產(chǎn)生則無規(guī)律可循，進(jìn)而促使系統(tǒng)混沌現(xiàn)象隨之出現(xiàn)，影響到了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

1.5對勵磁系統(tǒng)控制不到位。基于當(dāng)前智能化電網(wǎng)建設(shè)下，系統(tǒng)中融入了勵磁系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的作用下，發(fā)電機(jī)的勵磁電壓隨之發(fā)生改變，進(jìn)而能夠為實現(xiàn)對勵磁電流的有效控制奠定基礎(chǔ)，此種情況下，能夠為實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的有效調(diào)控奠定基礎(chǔ)。在實際踐行這一控制工作的過程中，要求相應(yīng)電壓滿足電壓值要求，進(jìn)而才能夠?qū)崿F(xiàn)對合成磁場的有效控制。但是，在電感的作用下，與勵磁電壓相比而言，勵磁電流的相位呈現(xiàn)出了一定的滯后性，此種情況下，就為低頻振動現(xiàn)象的產(chǎn)生提供了土壤。

2　電力系統(tǒng)低頻振蕩控制技術(shù)的運(yùn)用對策

2.1進(jìn)一步加大對一次系統(tǒng)建設(shè)投入力度

基于當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀下，呈現(xiàn)出了運(yùn)輸線路長且線路負(fù)荷壓力大等特點，加上智能化電網(wǎng)建設(shè)中融入了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)而使得電網(wǎng)低頻振蕩現(xiàn)象隨之頻發(fā)，而要想實現(xiàn)對這一問題的有效控制，在實際踐行的過程中，則可從電網(wǎng)架構(gòu)著手。針對當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的特點下，針對現(xiàn)行輸送電方式進(jìn)行優(yōu)化，加大對電網(wǎng)一次建設(shè)的投入力度，以解決長距離輸電過程中所呈現(xiàn)出的低頻振蕩問題。具體而言，可借助直流輸電方式的融入，規(guī)避功率振蕩問題的發(fā)生；在長距離輸電線路中，還可借助靈活輸電元件來實現(xiàn)對系統(tǒng)性能的控制，進(jìn)而實現(xiàn)對低頻振蕩問題的有效解決。

2.2設(shè)置PSS穩(wěn)定器

借助這一穩(wěn)定器的運(yùn)用，能夠針對電力系統(tǒng)因干擾因素存在而產(chǎn)生低頻振蕩問題，借助正阻尼值的融入來實現(xiàn)阻尼值得補(bǔ)充，進(jìn)而為控制搖擺頻率范圍并實現(xiàn)有效轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)。在此過程中，基于系統(tǒng)的互聯(lián)性下，促使發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)轉(zhuǎn)換搖擺，阻尼的增加使得系統(tǒng)間的具備了良好的相互性，并為提升電力系統(tǒng)的輸電能力奠定了基礎(chǔ)。但是，當(dāng)?shù)皖l振蕩的頻率在0.3Hz時，借助這一穩(wěn)定器進(jìn)行控制所呈現(xiàn)出的控制效果不佳，且這一振蕩頻率越低，相應(yīng)控制器的控制效果就越差?；诖耍蓪χ刎?fù)荷輸電線路進(jìn)行縮減，借助串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑢崿F(xiàn)電容的補(bǔ)償，進(jìn)而縮短輸電線路，或是借助SVC的運(yùn)用來強(qiáng)化電力系統(tǒng)的性能。

2.3SVC與其他控制技術(shù)方法的運(yùn)用

在SVC的具體運(yùn)用上，則是將靜止無功補(bǔ)償器設(shè)置于長距離輸電線路上，主要形式是電抗器與投切電容器，進(jìn)而能夠為系統(tǒng)提供無功電源，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的快速調(diào)解；同時，還能夠提供阻尼力矩，進(jìn)而促使動態(tài)無功功率能夠在發(fā)生低頻振蕩現(xiàn)象時實現(xiàn)快速調(diào)解，并在出現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行事故時，實現(xiàn)對電壓的有效支撐，進(jìn)而解決系統(tǒng)低頻振蕩問題。此外，還能夠?qū)VDC以及FACTS等控制技術(shù)法方法運(yùn)用于控制低頻振蕩問題中，以在優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時提供阻尼值，為確保系統(tǒng)實現(xiàn)安全可靠且高效運(yùn)行奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3　總結(jié)

綜上，在電力系統(tǒng)中，針對低頻振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生，為了實現(xiàn)對低頻振蕩問題的有效控制，本文在明確低頻振蕩問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，提出可通過加大對一次系統(tǒng)建設(shè)力度、設(shè)置PSS穩(wěn)定器、使用SVC以及其它控制技術(shù)法方法，實現(xiàn)對低頻振蕩問題的有效控制，為實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供技術(shù)保障。

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[3]徐慶中,丁玎,詹昕.電力系統(tǒng)低頻振蕩的協(xié)調(diào)控制[J].廣東電力,2013,09:72-76.

Research on control technology of low frequency oscillation in power system

Li Han
（Jiangsu electric power company maintenance branch，211102）

Aiming at the problem of low frequency oscillation appeared in the current power system,in order to achieve safe and reliable operation of power system,the low frequency oscillation of power system control technology is studied,and the countermeasures were put forward to realize the perfection of the technology.

power system;low frequency oscillation;control technology;mechanism;strategy