110KV 供电网络低频振荡分析及抑制方法
作者
（廊坊供电公司，河北 廊坊 065000）
摘 要：随着供电网络的日趋复杂，低频振荡对供电安全和电力设备造成了严重的威胁。在分析低频振荡产生的原因的基础上，对其主要的分析及抑制方法进行了探讨。
关键词：低频振荡；分析；抑制
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）01-0289-01
1 低频振荡产生的原因
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、向系统倒送负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。目前分析出的低频振荡发生的原因主要有：
（1）缺乏阻尼而引起低频振荡。低频振荡是由于在特定情况下系统提供的负阻尼抵消了系统电机、励磁绕组和机械等所产生的正阻尼，在欠阻尼的情况下扰动将逐渐被放大，从而引起系统功率的振荡。这种低频振荡具有起振快、起振后保持同步的等幅振荡和失去振荡源后振荡很快衰减等特点；
（2）发电机的电磁惯性引起低频振荡；
（3）过于灵敏的励磁调节引起低频振荡；
（4）电力系统的非线性奇异现象引起增幅性振荡的发生；
（5）不适当的控制方式导致低频振荡；
（6）其他原因如联络线负载、运行方式、负载、性质、静止补偿器的影响等。
这几种说法都从不同角度解释了低频振荡发生的机理，但是现在人们还在不断对低频振荡发生的根本原因进行研究。
2 低频振荡主要分析方法
2.1 低频振荡的自激分析法
自激分析法的基本思想是在被研究的系统中任选一机作为自激机，将其状态变量作为保留变量，而将系统的其余部分进行等效，这样就得到一个等效的“二阶”系统，从而可以通过迭代求解的方法比较容易地求出此“二阶”系统的特征根。自激法可以有效地解决电力系统的“维数灾”问题，但其收敛性相对SMA法要差，而且在多机系统中的一个模式同时和几台机强相关时，并在这几台机作为自激机时，会由于都收敛于这一模式而产生丢根现象：另外，若多机系统的一台机和几个机电模式相关，则用此机做自激机时，只能收敛到其中一个强相关模式，此时也会导致结果失去完整性。
2.2 时域分析法
时域分析法要点是：首先建立系统的微分方程式或传递函数；其次选择典型的输入信号，求系统输出随时间而变化的关系，即求系统输出的时间响应；最后根据这种时间响应确定系统的性能指标，包括暂态指标与稳态指标，看这些指标是否符合要求。时域分析法在实际应用里面主要是施加适当的小扰动后求解时域响应特性，目前电力系统的时域分析法多采用PSD—BPA暂态稳定分析程序，仿真地区电网发生小扰动，得出地区电网主要线路功率及机组功角摆动曲线，对这些曲线进行Prony分析，可得出与地区电网相关的的震荡模式下的频率和阻尼比。
2.3 基于量测的方法
基于量测的方法是直接对现场记录的数据波形进行信号分析，辨识出系统的振荡模式信息。应用试验方法分析实测低频振荡是一种对理论分析有益的补充和验证，对解决现场低频振荡原因的研究提供了一种有力的工具。
3 低频振荡的抑制方法
低频振荡的产生是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，所以在系统上可以采用：（1）调整控制措施，减小其带来的负阻尼；（2）提高额外的阻尼。下面介绍几种常用方法：
3.1 电力系统稳定器（PSS）
提高系统阻尼方法目前常用的是在发电机励磁系统中加入电力系统稳定器（PSS）。电力系统稳定器（PSS）作为发电机励磁的附加控制单元，能增加系统的阻尼，而不会降低原有励磁系统电压环的增益及调压性能，也不会影响励磁系统的暂态特性。PSS具有设备少、实施快、效果好的特点。
3.2 高压直流输电系统（HVDC）调制
当交直流输电线路联合运行时，由于直流输电的功率能快速控制，因此将交流输电线路的控制回路的低频功率振荡信号引入到直流输电线路的控制回路，能有效抑制低频振荡。但是直流输电系统发生单极或双极闭锁的几率比较高，故还不能仅仅依靠这一措施来解决“区域间振荡模式”的负阻尼或弱阻尼问题，它只是PSS的一个重要而有效的补充。
3.3 其他控制措施
对于电网的运行控制上，可以通过增強网架结构，减少重负荷输电线路，减少送、受端间的电气距离；采用串联补偿电容，减少送受电端的电气距离；在长距离输电线中部装设静止无功补偿器做电压支撑，并通过其控制系统改善系统动态性能。在系统发生振荡时，采取切机甚至解列等措施来有效控制低频振荡。
参考文献
［1］倪以信,陈寿孙,张宝霖.动态电力系统的理论分析和分析［M］.北京：清华大学出版社,2002.
［2］白洋,李国庆,姚天亮.基于Prony方法的电力系统低频振荡分析［J］.四川电力技术,2009,（1）：40-41.
作者 赵莲 许占彪