浅析电力系统低频振荡的控制策略.pdf

电力系统低频振荡是指在跨区域供电网络中常见的电力稳定性问题，主要表现为频率在0.1至2.5 Hz之间的功率波动。这种现象可能导致电网供电故障，甚至引发大规模停电事故，对电力系统的稳定性和供电质量构成严重威胁。随着我国“西电东送、南北互供、全国联网”战略的实施，低频振荡问题日益突出。 低频振荡的根本原因是负阻尼效应。在弱联系、远距离、重负荷的输电线路中，由于线路阻尼为零或负值，发电机转子间的相对摆动会导致功率变化，形成低频振荡。在早期电网建设中，各机组间紧密联系，通过阻尼绕组可防止此类问题，但在大规模跨区域电网中，由于经济性和环保因素，电网运行常处于稳定边缘，导致低频振荡现象频发。 低频振荡的产生机制主要包括负阻尼机理、共振或谐振机理、非线性机理（如分支和混沌机理）以及发电机电磁惯性引起的低频振荡。负阻尼机理解释了系统对低频率振荡表现出负阻尼特性的情况，但可能不适用于所有多级系统的低频振荡。强迫振荡机理则关注外部扰动源与系统频率接近时引发的低频振荡。分支和混沌机理考虑了电力系统的非线性特征，通过高阶多项式分析系统稳定性，揭示了低频振荡的无规则和无周期性。发电机电磁惯性引起的低频振荡通常与励磁电流强迫分量的相位滞后有关。 为抑制电力系统低频振荡，可以采取多种控制策略，例如使用PSS（电力系统稳定器）来提供附加阻尼，改善系统的动态性能。此外，优化电网结构、增加阻尼装置、改进控制系统设计以及采用先进的预测和控制算法也是有效手段。对于发电机电磁惯性引发的低频振荡，可以通过调整励磁系统参数来减少其负面影响。 在解决低频振荡问题时，深入理解其产生原因和机理至关重要。这包括对电网运行状态的实时监测，对系统模型的精确建模，以及对各种控制策略的评估和实施。同时，加强参考文献的研究，结合专业指导，可以不断优化和创新控制策略，确保电力系统的安全稳定运行。