低频振荡详细讲解
电力系统低频振荡的原因
电力系统低频振荡的原因引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们提供了稳定的电能供应。
然而，有时候电力系统会出现低频振荡问题，给系统的稳定运行带来困扰。
本文将探讨电力系统低频振荡的原因，以及可能导致这些振荡的因素。
低频振荡概述低频振荡是指电力系统中频率较低的周期性波动。
一般情况下，电力系统的标准工作频率为50Hz或60Hz，而低频振荡往往发生在0.1Hz到1Hz范围内。
这种振荡可能导致电网不稳定、设备损坏甚至停电。
常见原因动力系统负载变化动力系统负载变化是引起低频振荡的常见原因之一。
当负载突然增加或减少时，会导致发电机和负载之间的失衡，从而引起低频振荡。
这种失衡可能是由于大型工业设备启动或停止、大规模用电设备切换等原因引起的。
发电机调节不当发电机是电力系统的核心组成部分，它负责将机械能转换为电能。
发电机调节不当可能导致低频振荡。
如果发电机的调节系统响应缓慢或不灵敏，就会导致频率波动，从而引起低频振荡。
线路参数变化电力系统中的线路参数变化也可能导致低频振荡。
线路的阻抗、电感和电容等参数会受到温度、湿度和环境条件等因素的影响而发生变化。
这些变化可能导致系统的谐振现象，从而引起低频振荡。
控制系统故障控制系统是保持电力系统稳定运行的关键组成部分。
控制系统故障可能导致低频振荡。
自动发电机控制器（AVR）故障可能导致发电机输出功率不稳定，从而引起低频振荡。
高压直流输电系统干扰高压直流输电系统在长距离输送大功率时具有优势，但它也可能对交流输电网产生干扰。
由于高压直流输电系统的存在，可能会引起电力系统中的低频振荡。
振荡的影响低频振荡对电力系统的影响是严重的。
它可能导致设备损坏，包括发电机、变压器和开关设备等。
低频振荡可能导致电网不稳定，从而引起停电和能源供应中断。
低频振荡还可能对用户造成经济损失，并对社会生活产生负面影响。
预防和控制为了预防和控制低频振荡问题，需要采取一系列措施。
应确保发电机和负载之间的平衡。
低频振荡详细讲解
振荡频率的识别和预测的基础就是实时测量系统 振荡频率和功角,针对此点,文献[26]基于振荡频 率的电流突变量求取方法在纯振荡时的不平衡输 出同所取的振荡频率与实际振荡频率之间的差异 有必然联系,提出了根据假设的系统振荡频率与实 际振荡频率下的电流突变量不平衡输出之间关系 来求取实际电力系统振荡频率的方法。文献[27] 振荡电流的解析表达式,根据三角函数关系,提出 了利用迭代和泰勒级数展开的计算方法。但两者 存在的问题就是运算量大,推导过程需要近似处理, 且计算所需延时较长。而文献[28]的综合相量的 振荡频率测量方法解决了上述问题,并有仿真表明 所得结果精度较高。
（2）发电机的电磁惯性引起的低频振荡
由于发电机励磁绕组具有电感，则由励磁 电压在励磁绕组中产生的励磁电流将是一 个比它滞后的励磁电流强迫分量，这种滞 后将产生一个滞后的控制，而这种滞后的 控制在一定条件下将引起振荡。
而且由于发电机的转速变化,引起了电磁 力矩变化与电气回路耦合产生机电振荡,其 频率为0.2~2Hz。
非参数法包括傅立叶算法、快速傅立叶算 法(FFT)、Z变换法和小波算法等.但各有 各的优缺点。
ⅰ）傅立叶算法对噪声信号的鲁棒性很 好,但不能反应阻尼特性,也不能反应频率 随时间的变化.
ⅱ）FFT用了时-频分布的概念,可以处 理非平稳信号,但不能根据信号自动调整 时频窗口,在时频局部化的精细和灵活方 面表现欠佳。
系统发生低频振荡以后会产生两种结果： 一是振荡的幅值持续增长，使系统的稳定 遭到破坏，甚至引起系统解列；二是振荡 的幅值逐步减小，或通过恰当的措施平息 振荡。因此，对电力系统低频振荡的机理 进行研究，并采取相应的抑制措施具有十 分重要的意义。
1 低频振荡的发生机理
（1）欠阻尼机理
低频振荡基本介绍
可知：K5、K6与运行工况有关 。 K6总为正 。 在发电机负荷较小时， K5 为正；在负荷较大时，因 δ增 大，K5为负。
3 低频振荡数学模型的建立
由此构建的K1~K6模型：
M m M e TJ s 0 s
K3 K3 K 4 E Ede ' ' 1 K3Td 0 s 1 K3Td 0 s
同步转矩——维持发电机同步运行 阻尼转矩——总是阻止发电机转子偏离同步速 度。 阻尼转矩包括：发电机的机械阻尼转矩、电气 阻尼转矩、阻尼绕组的阻尼转矩、PSS的阻尼转 矩。 （1）机械阻尼转矩：
TD.m D( 1) D
4 电力系统低频振荡产生机理
（2）阻尼绕组的阻尼转矩 阻尼绕组的阻尼可以考虑在D中，或考虑在发电 机模型中。 （3）发电机的电气阻尼转矩 近似计算 假设励磁系统是一个高放大倍数、快速控制系统 ，其传递函数为：
可知： K3总为正；K4与运行工况有关，一般条件下K4为正。
3 低频振荡数学模型的建立
发电机端电压的动态线性化方程：
U K K E ' 5 6 q G ' UX d U qG 0 UX qU dG 0 sin 0 cos 0 K 5 ' U G 0 X q X e U G0 X d X e U qG 0 X e K 6 ' U X G0 d Xe
K1
Mm
+
1 M TJ s
D
s
0
K5
K2
K4
Eq
K3 1+K3Td0 s
电力系统低频振荡的成因重新解析
电力系统低频振荡的成因重新解析电力系统低频振荡是指在电力系统中出现的频率较低且持续一段时间的振荡现象。
这种振荡通常具有较大的振幅，对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
在过去的研究中，对电力系统低频振荡的成因进行了一定的解析，但是由于电力系统的复杂性和多变性，对于该问题的理解和解释仍有待进一步深入。
为了重新解析电力系统低频振荡的成因，我们需要从其根本原因出发，即电力系统的动态特性和稳定性。
电力系统由发电机、变压器、输电线路、负载等多个组成部分组成，它们之间通过复杂的电力网相互连接。
系统中存在大量的多相流动和耦合效应，以及动态响应和稳态响应之间的相互作用。
电力系统低频振荡的成因可能与电力系统的固有特性有关。
电力系统中的各个组成部分都具有一定的惯性和阻尼特性，如发电机的转子惯性、变压器的电感和阻尼、输电线路的阻抗等。
这些特性在系统负荷发生变化或发生故障时会引起系统的动态响应，可能导致系统振荡的发生。
电力系统中还存在很多复杂的非线性和时变特性，如各种控制设备、保护装置等，它们的作用也可能对系统的稳定性产生影响。
电力系统低频振荡的成因还与系统运行状态有关。
电力系统是一个大规模的复杂网络，其中包含了多个节点和支路。
系统的运行状态是指各节点和支路的电压、电流、功率等参数的数值。
当系统运行状态接近不稳定边界时，系统的动态响应会增加，可能引发低频振荡。
当发电机负荷过重或输电线路过载时，系统容易产生低频振荡。
还有一些外部因素，如输电线路的突然故障、恶劣天气条件等，也可能对系统的稳定性产生影响。
电力系统低频振荡的成因还与系统的控制方法和运行策略有关。
电力系统通过各种控制设备和调度控制中心来实现对系统的监视和控制。
这些控制方法和运行策略的选择对系统的稳定性和抗扰性产生重要影响。
调度中心对系统的发电机输出功率、变压器的变比、输电线路的有功和无功功率等进行调节时，可能引发系统的低频振荡。
不合理的控制策略和参数设置也可能导致系统的不稳定。
互联电力系统的低频振荡及抑制措施
内容
1、低频振荡的基本概念 2、分析低频振荡的数学模型 3、产生低频振荡的主要原因 4、低频振荡的抑制方法 5、PSS参数及意义 PSS参数及意义 6、 如何实现PSS提供附加正阻尼？ 如何实现PSS提供附加正阻尼 提供附加正阻尼？ 7、 PSS参数的设计方法 PSS参数的设计方法 8、 算例（大朝山电站） 算例（大朝山电站） 9、多机系统低频振荡的分析方法 10、目前PSS运行中存在的问题 10、目前PSS运行中存在的问题
d
ɺ E′ − X qIq ɺ UG
X 1 sin δ （2-4） R1 cos δ
δ
∆I d Yd Fd ′ = ∆E q + ∆δ ∆I q Yq Fq
Fd U − R 2 = F Z e2 X 2 q X 1 cos δ R 1 sin δ
:57
:59
time / s
49:01 time / s
:03
:05
:07
:09
图1-1 2003年11月5日 年 月 日 湖北斗笠变电站低频振荡的有功曲线和电压曲线 (0.28Hz)
6
电压 (kV)
电流 (A)
图1-2
2003年3月7日 罗马线低频振荡电压和有功曲线 0.375Hz 7 年 月 日 罗马线低频振荡电压和有功曲线( )
G
I
UG
Z=R+jX
U
ɺ U G = U Gd + jU Gq ɺ U = U (sinδ + j cosδ )
由图2-1， 由图 ，有
ɺ I = I d + jI q
电力系统中的低频振荡特性研究方法研究
电力系统中的低频振荡特性研究方法研究电力系统是现代社会运转的核心基础设施之一，它的稳定性和可靠性对于保障国家经济的正常运行至关重要。
然而，电力系统中存在一些不稳定性问题，例如低频振荡，会给电力系统带来一系列的负面影响，如电力设备的损坏、系统能量损耗的增加、供电可靠性下降等。
因此，对电力系统中的低频振荡特性进行科学研究和分析具有重要意义。
低频振荡是指电力系统中频率较低的振荡现象。
当电力系统中存在负荷变化、电力负载突变或线路短路等情况时，系统的频率可能会发生变化，从而引发低频振荡。
低频振荡会导致系统频率的不稳定、电压波动以及功率损耗的增加，严重时甚至会导致系统崩溃。
在研究电力系统中的低频振荡特性时，需要采用一系列科学的研究方法。
首先，我们可以利用仿真模型对电力系统中的低频振荡特性进行分析。
利用计算机软件建立电力系统的仿真模型，并根据实际情况设定系统参数，模拟系统运行过程中的低频振荡情况。
通过分析仿真结果，我们可以深入了解低频振荡产生的原因和机理，以及振荡在系统中的传播规律。
其次，我们可以采用实验方法来研究电力系统中的低频振荡特性。
例如，可以建立实验测量系统，通过监测电力系统中的频率和电压波动等参数的变化，来验证低频振荡的存在并分析其特性。
同时，可以通过实验调整系统的负荷和发电功率等，观察低频振荡的响应情况，揭示其对系统稳定性的影响。
另外，现在还有一些先进的监测装置和算法可以用于电力系统中低频振荡特性的研究。
例如，广泛应用于电力系统的智能传感器网络，可以实时监测系统中的频率、电压、电流等参数，并进行数据采集和分析。
利用这些数据，可以通过数据挖掘和机器学习等方法，深入挖掘低频振荡的形成机制，提高系统的抗振能力。
此外，经验法也是研究电力系统中低频振荡特性的一种重要方法。
通过对历史上发生的低频振荡事件进行分析和总结，总结出一些规律和经验，可以为今后防范低频振荡提供指导。
例如，根据过去低频振荡事件的特征和表现，可以建立一些预警指标和故障诊断模型，及时预测和识别低频振荡的发生。
低频振荡简析培训教材
低频振荡简析培训教材低频振荡：电力系统的阻尼变小时，当它受到一个扰动后，就会产生低频振荡，低频振荡，就是电力系统的有功振荡的频率很低，一般在0.2---2.5HZ，其幅值因扰动的大小而定。
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、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。
1.系统阻尼分析：阻尼就是阻止扰动，平息振荡，而负阻尼恰恰相反。
打个比方：在荡秋千的时候，当我们把秋千荡起来就撒手，这个秋千就会在地球引力和机械摩擦阻力下逐步停止摇摆，这个阻力就相当于电力系统的阻尼。
当我们在不断的荡秋千的过程中，我们给秋千的动力相对于阻力来说，就是一种负阻尼。
正是由于我们的动力（负阻尼）克服了秋千的阻力（阻尼）而使秋千荡起来。
稳定运行的电力系统，必须存在一定大小的阻尼。
发电机组除了转子在转动过程中具有机械阻尼作用外，还有发电机转子闭合回路所产生的电气阻尼作用。
当发电机与无限大系统之间发生振荡或失去同步时，在发电机的转子回路中，特别是在阻尼绕组中将有感应电流而产生阻尼转矩或异步转矩。
这样，当电力系统受到一个扰动的时候，电力系统会逐步稳定下来。
如果阻尼大，稳定就快，如果阻尼小，稳定就慢，如果是零阻尼，这个扰动所引起的振荡就不会停息。
这里的扰动和稳定主要是针对电力系统的有功而言。
电力系统本身的阻尼总是正的，只是大小不同而已。
系统的阻尼转矩从产生源和性质上可分为：固有状态同步转矩、固有状态阻尼转矩、转子电磁暂态阻尼转矩和调速系统阻尼转矩。
它们的总和构成了系统的同步转矩和阻尼转矩，同步转矩不足将发生滑行失步，阻尼转矩不足将发生振荡失步。
固有状态阻尼仅与网络结构、运行工况及发电机原始参数有关，反映了它们对阻尼转矩特性的固有影响。
其中，网络结构及运行工况对低频振荡的产生具有重要的激发作用，如电网规模扩大、电气距离增加或线路联系减弱、加减负荷等都有可能导致阻尼不足的动态不稳定现象。
低频振荡介绍
系统阻尼足够
振荡逐渐消失
系统缺乏阻尼
失去动态稳定
一、
（二）低频振荡的现象和特点
Ø 低频振荡时，发电机通常满负荷运行或线路重载；减小出力，可以削弱低频振荡； Ø 低频振荡时，发电机角速度、转矩、有功功率周期性变化，电压变化不大。
一、
（三）低频振荡分类
低频振荡
负阻尼导致
强迫振荡导 致
局部振荡 区域振荡
FACTS
柔性交流输电系统
Flexible Alternative Current Transmission System
包括串联补偿装置、 无功补偿器、同步 补偿器等，为系统 提供灵活的抑制低 频振荡的方式。
课件回顾（思考题）
1、低频振荡的振荡频率通常在0.1~0.8Hz之间。 A、对 B、错
Ø 低频振荡时，发电机通常满负荷运行或线路重载；减小出力，可以削弱低频振荡； Ø 低频振荡时，发电机角速度、转矩、有功功率周期性变化，电压变化不大。
一、
（三）低频振荡分类
低频振荡
负阻尼导致
强迫振荡导 致
局部振荡 区域振荡
（三）低频振荡分类
局部振荡
• 又称厂内型低频振荡 • 涉及同一电厂的发电
机与系统内的其余发 电机之间的振荡。 • 0.8~2.5Hz
（一）一次系统方面的措施
增强网架，减少重负荷输电线路，减少受送间电气距离。 输电线路采用串联补偿电容，减少联系电抗。 采用直流输电方案。
长输电线路中部装设静止无功补偿器（SVC）。
（二）二次方面的措施
三、低频振荡抑制措施
PSS
电力系统稳定器
Power System Stabilizer
基本原理：
产生一个正阻尼以 抵消系统的负阻尼。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）基于非线性动态方程的分歧理论分析法 基于非线性动态方程的分歧理论分析法 上述小扰动分析法是平衡点局部线性化方法, 上述小扰动分析法是平衡点局部线性化方法 能有效地反应线性化系统的局部稳定特性。 能有效地反应线性化系统的局部稳定特性。但整 个电力系统是非线性的,这种方法必然会产生一些 个电力系统是非线性的 这种方法必然会产生一些 纰漏。 纰漏。 基于非线性动态方程的分歧理论分析法,是 基于非线性动态方程的分歧理论分析法 是 用分叉理论将特征值和高阶多项式结合起来,从数 用分叉理论将特征值和高阶多项式结合起来 从数 学空间结构上来考虑系统的稳定性。基于此,可知 学空间结构上来考虑系统的稳定性。基于此 可知 电力系统低频振荡稳定极限是与系统微分方程发 分叉的情况相联系的,因此可用局部分叉 生Hopf分叉的情况相联系的 因此可用局部分叉 分叉的情况相联系的 理论的Hopf分叉来分析。 分叉来分析。 理论的 分叉来分析 但目前此法对系统的规模及方程的阶数有所 限制,故还需要进一步研究 故还需要进一步研究。 限制 故还需要进一步研究。
以上是从内部因素考虑的低频振荡发生的 机理,还有一些具体的外部因素也是导致低 频振荡发生的原因，内部原因和外部原因 互为因果关系,可以相互解释。如:a.电网 长链形结构和弱联络线; b. 主电站备用功 率裕度不充分或没有; c. 区域功率严重不 平衡(或出现负荷波动);d. 抽水蓄能电站 以抽水方式运行状态;e. 直流控制系统、 控制模式以及交直流间相互作用; f.负荷 的波动。
还有一种比较特殊的欠阻尼情况就是当扰 动的频率与系统固有频率相同时，系统可 能产生共振机理的低频振荡。文献[4]指出， 若系统阻尼为零或者较小，则由于扰动的 影响，出现不平衡转矩，使得系统的解为 一等幅振荡形式，当扰动的频率和系统固 有频率相等或接近时，这一响应就会因共 振而被放大，从而引起共振型的低频振荡。 共振机理的低频振荡归根结底还是由于系 统阻尼不足而引起。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，是一种值 得注意的振荡产生机理。
对描述系统的数学模型在 稳态值附近线性化
形成状态矩阵A,根据其特 征值的性质判断稳定性
图1.小扰动分析方法的过程
根据判断A矩阵特征值方法的不同,小扰动法 又分为全部特征值法和部分特征值法。 全部特征值法最初是采用Q-R算法,算出系 统全部的特征值,找出系统全部振荡模态。但此法 占用内存空间大,计算速度慢,且容易产生”维数 灾”。因此适用于中等规模的电力系统。目前对 于互联电网而言,采用在原来Q-R算法的基础上,利 用分解算法对全部特征值进行并行计算,从而降低 计算过程中的阶数。在电力系统综合程序 (PSASP6.1)小干扰稳定计算模块还提供了逆迭代 转Rayleigh商迭代法,采用稀疏矩阵技术,使之不 受系统规模的限制,可以求解出所需系统的特征值 和特征向量,此法是目前比较常用的算法之一。
系统发生低频振荡以后会产生两种结果： 一是振荡的幅值持续增长，使系统的稳定 遭到破坏，甚至引起系统解列；二是振荡 的幅值逐步减小，或通过恰当的措施平息 振荡。因此，对电力系统低频振荡的机理 进行研究，并采取相应的抑制措施具有十 分重要的意义。
1 低频振荡的发生机理
（1）欠阻尼机理 ）
自F. Demello在文献[3]中最先提出低 频振荡的欠阻尼机理后，在学术界逐渐 取得了共识。这一理论认为低频振荡是 由于在特定情况下系统提供的负阻尼作 用抵消了系统电机、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。
（4）电力系统非线性奇异现象引起低频振荡 电力系统非线性奇异现象引起低频振荡 根据电力系统小扰动稳定性理论, 根据电力系统小扰动稳定性理论 系统的特 征值实部为负,则系统是稳定的 则系统是稳定的;若特征值出 征值实部为负 则系统是稳定的 若特征值出 现零值或是实部为零的一对虚根,则为稳定 现零值或是实部为零的一对虚根 则为稳定 的临界状态;若特征值为正实数或是有正实 的临界状态 若特征值为正实数或是有正实 部的复数,则都是不稳定的 但实际上,由文 则都是不稳定的。 部的复数 则都是不稳定的。但实际上 由文 可知,由于系统的非线性特性 献[7][8]可知 由于系统的非线性特性 系统 可知 由于系统的非线性特性,系统 在虚轴附近将出现奇异现象。 在虚轴附近将出现奇异现象。即即使系统 的特征值全为负或是有负的实部的复数,在 的特征值全为负或是有负的实部的复数 在 小扰动下,非线性造成的分歧也可能使系统 小扰动下 非线性造成的分歧也可能使系统 的特性和状态发生突变,产生增幅振荡 产生增幅振荡。 的特性和状态发生突变 产生增幅振荡。
研究造成这些现象的关键因素及机理; 如何抑制 这些振荡; 全国联网后是否会有更低频的振荡出 现等等, 都是急需解决的问题。 低频振荡分为两种类型：局部模态（Local Modes） 和区域间模态（Interarea Modes）。局部振荡模 态是指系统中某一台或一组发电机与系统内的其 余机组的失步。由于发电机转子的惯性时间常数 相对较小，因此这种振荡的频率相对较高，通常 在1～2Hz之间。区域间振荡模态是指系统中某一 个区域内的多台发电机与另一区域内的多台发电 机之间的失步。由于各区域的等值发电机的惯性 时间常数比较大，因此这种振荡模态的振荡频率 较低，通常在0.1～0.7Hz之间。
2 低频振荡的分析方法
（1）小扰动分析法 小扰动分析法 小扰动分析法又称为特征值分析法,是采 用线性化系统分析的方法,可以提供有价 值的线性化系统频域信息。对于简单的 电力系统或者是机组不多的系统,采用罗 斯(Routh)判据;对于机组较多的电力系 统,采用状态空间法.具体的过程如下图 所示:
计算给定运行情况下 各变量的稳态值
（3）过于灵敏的励磁调节引起低频振荡 过于灵敏的励磁调节引起低频振荡 为了提高系统的静态稳定、暂态稳定及电压稳定, 为了提高系统的静态稳定、暂态稳定及电压稳定 在电力系统中广泛采用了数字式、高增益、 在电力系统中广泛采用了数字式、高增益、强励 磁倍数的快速励磁系统,使励磁系统的时间常数大 磁倍数的快速励磁系统 使励磁系统的时间常数大 大减小。 大减小。这些快速励磁系统可以对系统运行变化 快速作出反应,从而对其进行灵敏快速的调节控制 从而对其进行灵敏快速的调节控制, 快速作出反应 从而对其进行灵敏快速的调节控制 从控制方面来看,过于灵敏的调节 会对较小的扰 从控制方面来看 过于灵敏的调节,会对较小的扰 过于灵敏的调节 动做出过大的反应,这些过大的反应将对系统进行 动做出过大的反应,这些过大的反应将对系统进行 超出要求的调节,这种调节又对系统产生进一步的 超出要求的调节 这种调节又对系统产生进一步的 扰动,如此循环 必将导致系统的振荡。 如此循环,必将导致系统的振荡 扰动 如此循环 必将导致系统的振荡。实际电力 系统运行证明,采用快速励磁系统后 采用快速励磁系统后,低频振荡问 系统运行证明 采用快速励磁系统后 低频振荡问 题日益突出。 题日益突出。
（5）不适当的控制方式导致低频振荡 不适当的控制方式导致低频振荡 抑制低频振荡的过程,就是调节励磁电流 就是调节励磁电流if, 抑制低频振荡的过程 就是调节励磁电流 使它产生的电磁转矩减缓转子在速度变化 中的动能和未能的转换。但在一些扰动中, 中的动能和未能的转换。但在一些扰动中 机端电源和电磁转矩对励磁电流的要求会 产生矛盾,使励磁调节不能同时满足二者的 产生矛盾 使励磁调节不能同时满足二者的 要求,甚至起了相反的作用 甚至起了相反的作用,破坏了系统的稳 要求 甚至起了相反的作用 破坏了系统的稳 因此,如控制的目的是抑制系统的低频 定。因此 如控制的目的是抑制系统的低频 振荡,而使用以等与转子转速无直接联系的 振荡 而使用以等与转子转速无直接联系的 为输入控制量的控制方式,则 信号 ∆δ , ∆U , ∆f 为输入控制量的控制方式 则 在一定条件下会引起系统的增幅振荡。 在一定条件下会引起系统的增幅振荡。
（5）频域分析法 ） 信号的频域分析法是将实测信号视为某些 频率固定、幅值按指数规律变化的正弦信号(振 荡模式)的线性组合,从而将方法归纳为对各频 率(模态)与阻尼系数的识别。进而又可分为参 数方法和非参数方法两类如下: 参数法实通过建立参数化模型,根据实测数据用 最优化的方法求取模型参数。电力系统应用最 多的的是prony方法。它需要对信号特性的先验 知识,选取适当的模型阶数和数据长度,以最小 二乘法求取参数。但有其自身的缺点:①不能反 应动态过程的非平稳性;②拟合的结果对噪声敏 感。文献[23]出当信噪比小于40dB时,难以得到 正确的结果。
互联电网低频振荡
李兴源 (四川大学)
0 引言
随着西电东送和全国联网工程的实施，我国即将形 成世界上屈指可数的超大规模复杂电网。但随着电 网规模的日趋庞大,局部地区的扰动可能会影响整 个电网的正常运行,甚至出现国内外均未见报道的 一些异常动态行为。如由于电网规模庞大和复杂, 导致各子网暂态稳定水平下降, 输电线路传输功率 极限较联网前更低于热稳极限, 我国已于2003年九 月联网后观察到全系统出现频率低至0.13Hz的超低 频振荡,暂态不平衡功率跨区域传播, 及由于联络 线的功率振荡幅值远远大于预期的计算结果,致使 整个互联电网的阻尼明显下降等现象 。
（2）发电机的电磁惯性引起的低频振荡 发电机的电磁惯性引起的低频振荡 由于发电机励磁绕组具有电感，则由励磁 电压在励磁绕组中产生的励磁电流将是一 个比它滞后的励磁电流强迫分量，这种滞 后将产生一个滞后的控制，而这种滞后的 控制在一定条件下将引起振荡。 而且由于发电机的转速变化,引起了电磁 力矩变化与电气回路耦合产生机电振荡,其 频率为0.2~2Hz。
（3）模态级数分析法 ） 此法也属于非线性动态理论中的一种分析方 法,它在电力系统中的应用是崭新的,用来表示非 线性响应和获得非线性系统零输入响应的近似闭 式解表达式,而不需要非线性变换。 此法正好可以和小干扰分析法对应, 小 干扰分析法可以理解为将系统模型一阶展开,即得 到线性化模型,从而进行一系列计算,却没有考虑 二阶或是更高阶的模态交互作用现象,而模态级数 正是从这个角度出发来解决问题的,把电力系统的 非线性充分考虑进来,分析低频振荡的发生机理， 但这种方法还有待于我们进一步的研究。