大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響

楊 曉

（國網(wǎng)嘉興供電公司，314000）

大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響

楊 曉

（國網(wǎng)嘉興供電公司，314000）

在電力系統(tǒng)中，基于用戶對于電量的需求，以及實現(xiàn)電力系統(tǒng)的升級改造，以大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)的形式，革新電力系統(tǒng)運行狀態(tài)。從電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性上分析，大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響，在本文中對于電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定性的特點、低頻震蕩等情況的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并且針對實際情況提出互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性控制策略。

大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)；電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性；影響

0 前言

伴隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，電網(wǎng)規(guī)模從原始的的省級電網(wǎng)互聯(lián)的大區(qū)電力系統(tǒng)模式中，轉(zhuǎn)變?yōu)榇髤^(qū)電網(wǎng)互聯(lián)的互聯(lián)電力系統(tǒng)模式。雖然大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)模式有效的提升的電網(wǎng)運行效率，但是也展現(xiàn)出了一系列動態(tài)穩(wěn)定性問題，即低頻震蕩問題。為了保障的大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響降低，需要找到系統(tǒng)中動態(tài)穩(wěn)定性低的原因，以排除干擾因素。

1 電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性降低的原因分析

對電力系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振蕩的原因進(jìn)行分析，最為關(guān)鍵的就是來自于發(fā)電機(jī)自動調(diào)節(jié)，在機(jī)組調(diào)節(jié)中，與系統(tǒng)作用產(chǎn)生一種電磁力矩，該力矩能夠分解為兩種不同類型的力矩分量，第一種是阻尼力矩分量，第二種時時同步力矩分量。其中阻尼力矩與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，方向可分反正，與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速同步的阻尼力矩被定義為的正阻尼力矩分量，反之被稱為時負(fù)阻尼力矩分量。而同步力矩與發(fā)電機(jī)組的功角有關(guān)，與發(fā)電機(jī)組功角變化同方向的分量時正同步力矩分量，與發(fā)電機(jī)組功角變化反方向的分量是負(fù)同步力矩分量。在電力系統(tǒng)運行的條件下，系統(tǒng)中的電壓調(diào)節(jié)負(fù)阻尼分量超過正阻尼分量，系統(tǒng)中會產(chǎn)生的低頻震蕩。從電力系統(tǒng)這樣的變化中能夠發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性差，出現(xiàn)低頻振蕩與電壓調(diào)節(jié)器中的負(fù)向阻尼聯(lián)系密切。

2 大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的直接影響

2.1 電力系統(tǒng)振蕩模式判斷

當(dāng)前，在大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)中，對于電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的振蕩方式主要有兩種：地區(qū)性振蕩模式、區(qū)間振蕩模式。地區(qū)性振蕩方式下，其頻率在0.5-2.0Hz。而區(qū)間振蕩模式中，具體的表現(xiàn)在一個區(qū)域內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組群，相對于另一個區(qū)域內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組群之間的振蕩。其頻率保持在0.1-1.0之間。

那么在電力系統(tǒng)中，對不同類型的振蕩方式進(jìn)行判斷，直接決定著著震蕩穩(wěn)定性的因素阻尼比。在一個振蕩模式中，經(jīng)過計算其阻尼比大于0時，則可以說明該種振蕩模式在電力系統(tǒng)中比較穩(wěn)定，并且對于電力系統(tǒng)運行的影響較小。反之，阻尼比小于0時，說明振蕩不穩(wěn)定。當(dāng)阻尼比恰好為0時，屬于臨界值。在電力系統(tǒng)中的振蕩模式阻尼比無限的接近于0并且為正數(shù)時，該種阻尼形式為認(rèn)為是極弱阻尼，在電力系統(tǒng)中存在著不穩(wěn)定因素。

2.2 大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)會產(chǎn)生機(jī)電震蕩

在大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)環(huán)節(jié)中，當(dāng)一個由m臺發(fā)電機(jī)組成的電力系統(tǒng)是J與一個由n臺發(fā)電機(jī)組成的電力系統(tǒng)K進(jìn)行互聯(lián)之后，組合后的系統(tǒng)發(fā)電機(jī)總數(shù)為m+n，機(jī)電振蕩模式共m+n-1種，原始單位的系統(tǒng)中，其機(jī)電振蕩種類分別為m-1和n-1種。也就是說在大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)環(huán)節(jié)中將會多產(chǎn)生機(jī)電振蕩，這樣的振蕩形式與傳統(tǒng)單一化的電力系統(tǒng)相比，其對于系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響比較大。

2.3 大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對振蕩的阻尼影響

在對大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)振蕩阻尼影響中能夠發(fā)現(xiàn)，東北、華北聯(lián)網(wǎng)之后，阻尼比小于0.02的特征根，聯(lián)網(wǎng)之前共有8個阻尼比小于0.02的振蕩模式，其中3個負(fù)阻尼振蕩模式；而在聯(lián)網(wǎng)之后其阻尼振蕩模式小于0.02的共有10個，其中4為負(fù)阻尼振蕩模式。再這樣的變化中能夠發(fā)現(xiàn)，大區(qū)帶能網(wǎng)互之后，對于振蕩阻尼產(chǎn)生直接影響。

3 改善大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性影響的對策

3.1 PSS的配置

提升電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，可以從地區(qū)振蕩模式和區(qū)域振蕩模式兩方面切實的提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。與以上兩者相關(guān)的穩(wěn)定性技術(shù)就是PSS，將PSS應(yīng)用到大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)環(huán)節(jié)中，能夠?qū)崿F(xiàn)的系統(tǒng)振蕩的維護(hù)。PSS是power system stabilization 的縮寫，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，該種設(shè)備能夠直接抑制低頻振蕩，在電力系統(tǒng)中直接運用能夠產(chǎn)生一種正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服時電壓調(diào)節(jié)器中所產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，有效地提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實際的運用中，需要充分的利用PSS的優(yōu)勢，制定出提升系統(tǒng)中兩種機(jī)電振蕩模式穩(wěn)定性的最有效措施。

3.2 基于可控串補(bǔ)的方式提升的互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性

在電力系統(tǒng)的輸電線路上增加可控串補(bǔ)，要求系統(tǒng)中的最大輸送功率為1300MW。并且在系統(tǒng)中需要采取取54%的固定串補(bǔ)和12%的可控串補(bǔ)，并且在線路的兩端中各自串補(bǔ)6%，這樣的形式能夠有效的抑制巴西南、北電網(wǎng)互聯(lián)后所可能出現(xiàn)的0.18Hz低頻振蕩。

4 結(jié)論

綜上所述，在本文中的研究中能夠發(fā)現(xiàn)，大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響，實際上是使電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)低頻振蕩。大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)所產(chǎn)生的負(fù)阻尼將會直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此，在對于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性影響分析的基礎(chǔ)上，提出改善大區(qū)電網(wǎng)電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)性改進(jìn)措施。如引入PSS的配置、增加可控串補(bǔ)的方式等。

[1]余貽鑫,李鵬.大區(qū)電網(wǎng)弱互聯(lián)對互聯(lián)系統(tǒng)阻尼和動態(tài)穩(wěn)定性的影響[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2005,11:6-11.

[2]陳厚合.交直流混合系統(tǒng)區(qū)域間可用輸電能力計算[D].華北電力大學(xué),2012.

[3]顧卓遠(yuǎn).基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)研究[D].中國電力科學(xué)研究院,2014.

[4]翁華.大規(guī)模交直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真和穩(wěn)定控制技術(shù)研究[D].浙江大學(xué),2014.

[5]姜濤.基于廣域量測信息的電力大系統(tǒng)安全性分析與協(xié)調(diào)控制[D].天津大學(xué),2015.

Influence of interconnected power grid interconnection on dynamic stability of power system

Yang Xiao
（State Grid Jiaxing power supply company，314000）

in the power system, based on the needs of users for electricity, as well as the realization of power system upgrade, in the form of interconnected power grid, the reform of power system operation state. From the analysis of the stability of the power system, the power grid interconnection has direct effect on the dynamic stability of power system. The reasons are analyzed in this paper, the characteristics of the low frequency oscillation of power system dynamic stability etc., and according to the actual situation of the Internet system dynamic stability control strategy.

large area interconnected power network; power system dynamic stability; influence