电力系统低频振荡分析.pdf

电力系统低频振荡是指当发电机通过输电线并列运行时，在受到扰动后，发电机转子间的相对摇摆若无法被系统阻尼有效抑制，会导致持续性的振动。这种振动表现为输电线上的电压、电流和功率的等幅或增幅振荡，频率通常在0.2至2.5 Hz之间，因此被称为低频振荡。低频振荡又可细分为区域振荡模式和局部振荡模式。区域振荡涉及不同区域的机群，频率较低，危害较大，可能引发系统解列；局部振荡则局限于特定区域内，影响范围较小，频率较高。 随着电网规模扩大、长距离重负荷输电线路增多以及新技术设备的引入（如高增益励磁装置和电力电子器件），系统阻尼水平下降，低频振荡现象日益频繁，对电力系统的稳定运行构成威胁。例如，1996年美国西部电力系统和2006年华中电网都曾因低频振荡导致严重事故。 低频振荡的分析方法主要包括两种。一是基于动态模型的频率域分析，通过计算系统的传递函数或状态空间模型来识别和分析振荡模式。二是时间序列分析，利用实际运行数据进行频谱分析，找出振荡频率和振荡模式。这两种方法各有优缺点，动态模型分析可以深入理解系统特性，但建立模型复杂；时间序列分析则更直接，但可能难以捕捉复杂的系统交互作用。 抑制低频振荡的方法多种多样，包括增加系统阻尼、优化控制系统设计、调整发电机调速器参数、采用动态无功补偿装置等。具体选择哪种方法取决于振荡的根本原因，如负阻尼或共振机制。负阻尼可能导致振荡持续，而共振则可能使振荡放大。因此，对低频振荡的深入理解和分析至关重要，有助于制定针对性的抑制策略，保障电力系统的稳定运行。 电力系统低频振荡是电力技术领域的一大挑战，需要结合理论研究、仿真分析和实际操作经验，不断探索和完善抑制措施，以应对日益复杂的电力系统环境。这方面的研究不仅对于提高电力系统的安全性，也是促进电力技术进步和系统开发的关键。