电力系统低频振荡的分析和控制 (2).pdf

电力系统低频振荡是电力行业中一个重要的研究领域，它涉及到电力系统的稳定性和安全性。低频振荡通常发生在0.1到2.5Hz的频率范围内，由电力系统的阻尼不足引起，对发电机转子产生影响。根据振荡频率和范围，可分为区域振荡模式和局部振荡模式。区域振荡模式主要发生在弱互联电力系统中，涉及多个机群，频率较低（0.1-0.7Hz），而局部振荡模式主要局限于发电厂内部或相邻电站之间，频率较高（0.7-2.5Hz）。 分析电力系统低频振荡的方法主要包括线性理论分析。线性理论分析通过线性化非线性状态方程来简化问题，其中常见的方法有： 1. 频域分析法：基于经典控制理论，利用传递函数来评估电力系统的稳定性。这种方法适用于小扰动稳定性分析，可以设计控制器并确定安装位置，但计算量大，分析速度较慢，提供的信息有限。 2. 电气转矩解析：主要用于小扰动稳定性的分析，采用Hefron-Philips模型建立发电机模型。计算复杂，不适合大型电力系统的分析。 3. 特征值分析法：这是小扰动稳定性分析中最常用的方法，通过线性化动态模型，计算矩阵的特征值来分析固有模式、特征值和模式形状。这种方法相对高效，能提供深入的系统动态特性理解。 为了控制和减少低频振荡，可以采取多种策略，包括增加系统的阻尼，使用励磁控制器、调速器优化、二次调频等控制策略。此外，还可以利用动态无功补偿设备，如静止无功发生器（SVG）和同步补偿器（SFC），以改善系统动态性能，提高稳定性。 在电力系统的设计和运行中，理解和控制低频振荡至关重要，因为它直接影响电力系统的安全运行和供电质量。随着电力系统的规模不断增大，互联程度加深，低频振荡问题的管理和控制变得更为复杂。因此，持续研究和改进分析方法，以及开发新的控制策略，是确保电力系统稳定运行的关键。