电力系统低频振荡原理及抑制措施
电力系统低频振荡的源头识别及抑制
电力系统低频振荡的源头识别及抑制一、概述电力系统低频振荡是电力系统中一个常见的问题，会严重影响电力系统的稳定运行。
在电力系统中，低频振荡大多数都是由电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用引起的。
因此，准确地识别低频振荡的源头是电力系统治理的重要一环。
这篇文章将介绍电力系统低频振荡的源头识别及抑制方法。
二、电力系统低频振荡的概述电力系统低频振荡指的是电力系统中的频率在0.1Hz到1Hz范围内的振荡。
低频振荡会使电力系统中的负载和发电机之间的功率流动不稳定，最终导致电力系统失稳。
通常电力系统低频振荡会在发电机、输电线路、变电站和用户负载之间发生。
三、电力系统低频振荡的源头首先，电力系统中的低频振荡可能由多个因素引起，例如负载变化、容量调整、运营策略等。
然而，电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用是低频振荡的主要源头。
调节系统和功率系统之间的相互作用是指在电力系统中，调节系统监测电力系统中的电压和频率，并通过控制功率系统来保持稳定。
然而，当电力系统中的功率系统的行为与预期不符，调节系统就会试图纠正这种情况，这使得系统变得不稳定，从而导致低频振荡。
四、电力系统低频振荡的识别方法四.a 记录数据为了识别低频振荡，可以使用功率系统工具来记录数据。
其中一种工具是称为振荡解析程序的计算机程序。
这种程序可以发现低频振荡，并记录下电力系统中不同点之间的相对相位。
四.b 使用频率扫描另一种识别低频振荡的方法是使用频率扫描技术。
该技术使用一些工具将扫描信号输送到电力系统中的几个位置，以确定振荡频率和幅度。
使用该方法可以确定出低频振荡的源头。
五、电力系统低频振荡的抑制方法五.a 激励控制一种常见的低频振荡抑制方法是使用激励控制。
激励控制是指在调节系统中添加人工信号，以抑制低频振荡。
这种方法可以调节因子并纠正电力系统中可能导致低频振荡的行为。
五.b 阻尼控制另一种常见的低频振荡抑制方法是使用阻尼控制。
阻尼控制是指在电力系统中的调节器中添加阻尼控制器，在调节器中添加人工阻尼，以抑制振荡。
电力系统中的低频振荡监测与抑制方法研究
电力系统中的低频振荡监测与抑制方法研究1. 引言电力系统是现代社会的重要基础设施，稳定运行对于保障国民经济的正常运行和人民生活的便利至关重要。
然而，由于电力系统的复杂性和不可控制因素的存在，系统中常常出现低频振荡，给系统的稳定运行带来了严重威胁。
因此，研究电力系统中的低频振荡监测与抑制方法，对于确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
2. 低频振荡的危害低频振荡指的是电力系统中频率低于系统基频的振荡，通常在0.1-1 Hz范围内。
这种振荡会引起系统电压和频率的波动，导致电力设备的过电流、过电压等问题，对系统稳定性造成威胁。
低频振荡还会对用户设备造成损坏，影响用电质量，甚至引发整个系统的崩溃。
因此，对低频振荡进行监测和抑制是至关重要的。
3. 低频振荡监测方法3.1 电流与电压信号分析低频振荡通常导致电压和电流信号的振荡，通过对电压和电流信号进行频谱分析可以发现低频振荡的存在。
常用的频谱分析方法有傅里叶变换和小波变换等。
3.2 相角差分算法相角差分算法是测量系统振荡频率和阻尼的一种有效方法。
通过测量相邻两个采样点之间的相角差，可以计算出系统振荡频率，并可以通过相角的变化率来判断系统是否进入振荡状态。
4. 低频振荡抑制方法4.1 系统参数调整系统参数调整是对低频振荡进行抑制的一种常用方法。
通过调整发电机励磁系统和自动电压调整器（AVR）的参数，可以提高系统的阻尼，减小振荡的幅度。
4.2 新型控制策略近年来，研究人员提出了一系列基于控制理论的新型控制策略用于低频振荡的抑制。
例如，模糊控制、神经网络控制和自适应控制等方法在电力系统中得到了广泛应用，有效地抑制了低频振荡。
5. 实验与仿真研究为了验证监测和抑制方法的有效性，研究人员进行了大量的实验和仿真研究。
通过搭建小型电力系统实验平台或运用计算机仿真软件，可以模拟不同条件下的电力系统运行，从而研究和验证监测和抑制方法的可行性和效果。
6. 结论低频振荡对电力系统的稳定运行造成了极大的威胁。
电力系统的低频振荡问题分析及处理措施
电力系统的低频振荡问题分析及处理措施发布时间：2022-06-01T07:50:30.742Z 来源：《新型城镇化》2022年10期作者：谢福梅[导读] 现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一，电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展，因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而，大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中，长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响，加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统，低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此，重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
谢福梅国网四川阿坝州电力有限责任公司四川阿坝州 623200摘要：现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一，电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展，因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而，大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中，长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响，加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统，低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此，重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
关键词：电力系统；低频振荡问题；处理措施目前低频振荡危害已经成为影响电力系统安全稳定运行的首要因素，对日益普遍的电力联网状况提出了更加严峻的挑战。
为了更好地推进西电东送、南北互供、全国联网的电力发展战略，强化对电力系统低频振荡的控制方法的分析，是促进国家电力事业稳定健康发展的关键途径。
1 电网振荡的分类1.1按照相关机组分类（1）地区振荡模式：地区振荡模式为少数机组之间或少数机组对整个电网之间的振荡模式。
电力系统中低频振荡的检测与抑制方法研究
电力系统中低频振荡的检测与抑制方法研究摘要：低频振荡是电力系统中常见的一种稳定性问题，其引起的电压和电流波动会严重影响电力系统的稳定运行。
本文基于电力系统中低频振荡的特点和影响，详细探讨了低频振荡的检测和抑制方法。
针对低频振荡的检测，本文介绍了传统方法和基于智能算法的方法，并对它们的优缺点进行了比较分析。
在抑制低频振荡方面，本文提出了基于控制理论的方法和基于装置措施的方法，并阐述了它们的原理和应用场景。
最后，本文总结了目前研究中存在的不足，并对未来的研究方向提出了展望。
1. 引言低频振荡是电力系统中普遍存在的问题，其主要表现为电压和电流的周期性波动。
这种波动会引起电力系统的不稳定运行，甚至导致系统的崩溃。
因此，检测和抑制低频振荡成为电力系统稳定性研究领域的重要课题。
2. 低频振荡的检测方法2.1 传统方法传统方法主要基于传感器对电力系统中的电压和电流进行采样，通过频谱分析等手段来检测低频振荡。
这种方法简单直接，但对传感器的精度和频率响应有一定要求，且无法适应复杂系统中的变化。
2.2 基于智能算法的方法近年来，基于智能算法的低频振荡检测方法逐渐应用于电力系统中。
例如，基于小波变换的方法可以提取信号的时频特征，进而进行低频振荡的检测。
另外，基于人工神经网络和模糊逻辑的方法也在低频振荡检测中取得了良好的效果。
这些方法提高了检测的准确性和稳定性，但对算法的性能和计算资源有一定要求。
3. 低频振荡的抑制方法3.1 基于控制理论的方法基于控制理论的方法主要是通过调整系统的参数和控制策略来抑制低频振荡。
例如，采用PID控制器进行频率和电压的调节，通过改变系统的稳态和动态响应来抑制低频振荡。
此外，采用模型预测控制和频率响应裕度设计等方法也能够有效抑制低频振荡。
3.2 基于装置措施的方法基于装置措施的低频振荡抑制方法主要是通过增加附加设备和调整装置参数来改变系统的特性。
例如，采用STATCOM、SVC等无源装置来提高系统的稳定性和阻尼能力。
电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析
电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析随着电力系统低频振荡对系统稳定性危害的逐渐显现，对系统低频振荡的分析越来越受到关注，本文分析了系统低频振荡产生的原因，比拟了常见的抑制低频振荡的措施，比照了优缺点，对柔性交流输电系统技术在抑制低频振荡中的应用进行展望。
【关键词】低频振荡抑制措施电力系统电力系统联网开展初期，发电厂同步发电机联系较为紧密，阻尼绕组会产生足够大的阻尼，抑制振荡开展，低频振荡在那时少有产生。
随着电网规模互联的不断扩大，出现了大型电力系统之间的互联，电力系统联系因而变得越来越密切，世界许多地区电网都发现了0.2Hz至2.5Hz范围内的低频振荡，低频振荡问题逐渐受到业内关注。
电力系统低频振荡一旦发生，如果没有及时抑制，将会导致电网不稳定乃至解列，严重威胁电力系统的稳定平安运行，甚至诱发联锁事故，造成严重后果。
1 低频振荡产生的原因1.1 负阻尼导致低频振荡有文献记载了运用阻尼转矩的方法，针对单机无穷大系统分析低频振荡的原因，最主要的原因是系统中产生负阻尼因素，从而抵消系统自有的正阻尼性，导致系统的总阻尼很小甚至为负值。
如果系统阻尼很小，在受到扰动后，系统中功率振荡始终难以平息，就会造成等幅或减幅的低频振荡。
如果系统阻尼为负值，在受到扰动后，低频振荡会不断积累增加，影响系统稳定。
1.2 发电机电磁惯性导致低频振荡电力系统中励磁控制是通过调整励磁电压来改变励磁电流，从而到达调整发电机运行工况的目的。
控制励磁电流就是在调整气隙合成磁场，它使得发电机机端的电压调整为所需值，同时也调整了电磁转矩。
故改变励磁电流大小便可以调整电磁转矩和机端电压。
在励磁自动控制时，因发电机励磁绕组有电感，励磁电流比励磁电压滞后，故会产生一个滞后的控制，滞后的控制在一定因素下会引起系统低频振荡。
1.3 电力系统非线性奇异现象导致低频振荡依据小扰动分析法，系统的特征根中有一个零根或一对虚根时，系统处在稳定边界；系统的特征根都为负实部时，系统处于稳定的；系统特征根中有一对正实部的复数或一个正实数时，系统处于不稳定。
电力系统低频振荡原理及抑制措施
电力系统低频振荡原理及抑制措施作者：王坤来源：《电子技术与软件工程》2017年第22期文章从能量守恒的角度探讨了电力系统低频振荡的原理，并根据得出的结论给出了抑制电力系统低频振荡的方案，并对本方案的一些具体细节进行探讨。
【关键词】低频振荡能量守恒定律附加电磁转矩电力系统运行机组间有时会出现低频振荡问题，影响系统的正常运行。
目前普遍采用的抑制低频振荡的方案是PSS，文献[1]对单机无穷大电网的发电机稳定性及PSS进行了分析。
1 低频振荡原理单台机组发生低频振荡时，由于发电机内部各种量耦合严重，很难给出限定条件并作出合理的假设，因此可把发电机作为一个整体采用能量守恒定律处理，并假设转子为刚体。
通常容易忽略调速的作用，认为机械转矩不变，实际上在转子摆动期间，转子转速增加，蒸汽或水流与转子导叶的相对速度减小，则导致机械转矩减小，转子转速减小时同理。
由公式可得：假设输入机械能恒定比机械转矩恒定更为合理。
发电机稳定运行状态情况下，可用公式（1）表示。
（1）此时发电机蕴含能量为转子动能和磁场能，可认为恒定，用公式（2）表示。
（2）在发生低频振荡情况下，Pe波动，假设Pm=C恒定。
根据能量守恒，忽略杂散损耗，发电机能量变动值为输入输出功率差值，即公式（3）。
（3）又有公式（4）。
（4）可得，在△t时间内，可用公式（5）表示。
（5）在低频震荡中，可认为磁场能与输出有功同向变化，可知有功功率低频振荡必然导致发电机大轴的低频摆动，且发电机转子的低频摆动与有功功率的低频振荡存在明确的反向关系。
根据上面的分析可得知电力系统低频振荡的本质是发电机转子动能与有功功率互补低频振荡。
发电机转子在匀速转动的同时叠加有低频的摆动，在电气量上表现为发电机输出功率的低频振荡，转子摆动的幅值越大，则低频振荡的幅值越大。
此外，还与磁场强度以及功角有关。
低频振荡的诱发因素较多，任何一种扰动，如果引起了转子转矩不平衡，都会造成转子的摆动，继而可能引发电力系统低频振荡。
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
电网低频振荡现场处置方案
电网低频振荡现场处置方案电网低频振荡是电力系统稳定性的一种常见故障。
其表现为电力系统中发生频率为0.1到1Hz之间的低频振荡现象，会对电力系统带来影响，进而危及电网的稳定运行。
因此，在低频振荡发生时，必须采取相应的应急处置措施，以保障电力系统的稳定运行。
故障原因与特征电网低频振荡的本质是由于系统的负荷变化引起的电力系统动态稳定性问题。
其主要原因包括负荷突变、抽水蓄能机组失效、输电线路烧毁、逆变器故障等。
一旦低频振荡发生，其特点包括波形半周期增幅较大、持续时间长、频率变化缓慢，且有可能伴随高频振荡等现象。
现场处置方案第一步：急停发电机组一旦发生低频振荡，首先要立即采取措施，急停发电机组。
经实践验证，急停发电机组能够有效减小电力系统中的不稳定因素，避免振荡现象进一步加剧。
具体操作包括：1.手动关闭发电机组断路器，保障发电机组不再向电网输入负荷；2.停止调速器控制，保障发电机组不再调节电网电压和频率；3.减缓发电机组旋转速度，将其逐渐降至静止状态。
第二步：减少负荷在急停发电机组之后，应该立即减少负荷，以减小电力系统的负荷变化，从而尽可能减少低频振荡的影响。
具体操作包括：1.手动关闭负荷断路器，依次将电网中的载荷逐个切断；2.对于无法切断负荷的情况，应该及时启动备用电源，并通过负荷转移等方式减少负荷。
第三步：加固电网硬件设施在减少负荷之后，应该加固电网硬件设施，以保障电力系统的稳定运行。
具体操作包括：1.对电力系统逐一进行巡视和检查，发现电线松动、绝缘子破损等情况应该立即修理；2.对于输电线路烧毁等情况，应该先进行临时补救措施，避免低频振荡加剧；3.加强对电力系统的监测和预警机制，及时发现低频振荡的迹象，避免事故的发生。
总结电网低频振荡是电力系统常见的稳定性故障，发生时必须采取相应的应急措施。
具体的处置方案包括：急停发电机组、减少负荷、加固电网硬件设施等措施，以保障电力系统的正常运行。
同时，我们应该加强对电力系统的预警和监测，提高电力系统的运行安全性，避免低频振荡事故的发生。
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低 频振 荡情 况 下附加 电磁 转矩 ，可得 公
∑ ＝ ∑
补的两机系统 。
㈤
式 （ １ ｉ ）。
ｄｔ ＝ 一 （１ １）
以上公 式将 参与 振荡 的发 电机 简化 为互 机组 的低频振荡频率近似满足公式 （ ７ ）。 其 中： ＝ 。 ＋ △
此 时 发 电机 蕴含 能量 为 转子 动能和 磁场
能，可 认为恒 定，用公式 （ ２ ）表示 。
地 ＋ 。 ＝Ｇ （ ２ ）
本地 振荡 模式 实 际上属 于联 络线 振荡 模 是：发 电机励磁系统 的调节作用产生 一种 电磁
式的一种 ，也可等效为两机系 统：低 频振荡的 机 组 Ａ为 一组 ，电 网中其他 参 与互补 振荡 的 机 组 等效为 另一 组，机组 Ａ转 动 惯量为 Ｍ， 另一机组转动惯量为 Ｎ，由于 Ｍ＜ ＜ Ｎ，则本机 的震荡频 率可用公式 （ ８ ）计算。
３ ． ２ 励 磁 系统 对 发 电机 稳 定 性 的 影 响
ｆ ＝ ＝ Ｃ
｛
：
＝ × ｃ ｏ ｏ
厂 ： ＋ 士
（ １ ）
√ 勋 ｃ 。 ｓ
∑ ∑
…
励磁 系统 电力 系统 低频振 荡发 生 的原 因 力矩，该力矩可被分解成阻尼力矩分量和 同步 力矩分量 ，与发 电机组转速变化 同方 向的分 量 是正阻尼力矩分量，与发 电机组转速变化反 方 向的分量是负阻尼力矩分量 。在一定 的电力系 统运行条件下励磁系统产生 的阻尼力矩分量 与 转速变化反方 向，因而是负阻尼力矩分量 ；当 励 磁系统的负阻尼分量超过发 电机 的固有正 阻
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ・ 电力 电子
电力系统低频振荡原理及抑制措施
文／ 王 坤
摆动与有功功率 的低频振 荡存 在明确的反 向关 文章 从 能量 守 恒的 角度 探 讨 了电力 系统低 频 振 荡的原 理 ，并 根 据得 出的 结论给 出 了抑 制 电力 系统低 频振 荡的 方案 ，并对 本 方 案 的一些具体 细节进行探讨 。
２振荡频率计算
根 据 以上分 析，可 得 出采用 励磁 抑制 低 的抑制 低频振 荡 的方 案是 Ｐ Ｓ Ｓ ，文献 ［ １ ］ 对 单 目前的低 频振 荡现 象 主要 分为本 地振 荡 频振荡 的方法 ：在有 功功率 增加时，大轴后向 机 无 穷大 电网的发 电机 稳 定性及 Ｐ Ｓ Ｓ进行 了 模式和联络线振荡模式 。 分析 。 对于联络线振荡模式 ，实际上是互补机群 摆动，此时减小励磁 削弱 电磁 转矩 ，减弱大轴 之间的转子相对摆动 。假设此 时负载 消耗 功率 摆动；有功功率减小时 ，大轴 前向摆 动，此时
恒定，可 以把参与震荡 的机组 按照大 轴摆 动方 增加 励磁 增加 电磁 转 矩，抑 制大 轴摆 动 。一 单 台机 组 发生 低频 振 荡时 ，由于 发 电机 向分成两组，在某个瞬 间，大轴 前向摆动为一 般采 用转 子转 速或 输 出电功 率信 号作 为输 入 内部 各种量耦 合严重，很难给 出限定条件并作 组，假 设为 ｍ 台，其 中每 台机组 的转 动惯 量 信 号，采用 转 子转 速信 号时 ，附加 电磁 转矩 ＝ △ ，其 中 Ｋ． ＞ ０ ；采用输出功率 电信 号 ， 大轴反 向加速度动 为一 组， 假设 为 ｎ 台， △ 出合理 的假 设，因此可把发 电机作为一个整体 为 Ｍ． 时，由于发电机输出有功与大轴摆动变化方 向 其 中每 台机 组 的转动 惯量 为 Ｎ 。这 样 可计 算 采用能量守恒定律 处理 ，并假 设转子 为刚体 。 相 反，则采用 电信号时候取有功功率 的负值 ， 通 常容 易 忽略 调速 的作用 ，认 为机械 转 出低 频振 荡的震荡功率 ，并假设每个参与 因子 即． △Ｐ ，得 附加 电磁转矩△ ＝ △ ，其 中 ， ，根据 能量守恒定律，忽略线路损耗 ， 矩不变 ，实 际上在 转子摆动期间 ，转子转速增 为 ｎ
电 磁转 矩 。
振 荡的幅值越大 。此外 ，还与磁场强度 以及 功 【 关键词 】低频振 荡 能量守恒定律 附加 电磁 角有关 。
转 矩
发电机 瞬时电磁 转矩 可表达 为公式 （ １ ０ ）。
低 频振 荡 的诱发 因 素较 多，任 何一种 扰
Ｔ ｅ ＝－ ｐ
二ｇ
ｉ 峨
（ １ Ｕ ０ ）
１
动 ，如果 引起 了转子转矩不平衡，都会造成转
子 的摆动 ，继而可能 引发 电力 系统低频振 荡。 电力 系 统运 行机 组间 有时会 出现 低频 振 荡 问题 ，影响系统 的正常运行。 目前普遍采用
式 （ １ ０ ）中：Ｐ － 极对数； 一 气隙磁导率：１ 一 电机 的轴 向长 度；Ｄ － 气 隙平 均直径 ；ｇ － 气 隙 长度 ；Ｆ ｓ 一 定子磁动势 ：Ｖ ｒ － 转子磁动势：ｓ ｉ ｎ ｉ ｆ ｒ ＿ 定转子磁场夹角 。
加，蒸汽或水流与转子 导叶的相对速度减小 ， 推导可得公式 （ ６ ）。
Ｋ２ ＞ ０ 。
１低频 振荡 原理
则导致机械转矩减 小，转子转速减小时 同理 。
由公 式 ＝ × 可 得：假 设输入 机械 能恒 定 比机械转矩恒定更为合理 。 发 电机稳 定运 行状 态情 况 下， 电力 系统 低频 振 荡的本质是发 电机转子动 能与有功功率互补低 频 振荡。发电机转子在匀速转动 的同时叠加有 率 的低 频振荡，转子摆动的幅值越大 ，则低频
』 【 警 警 ∞ 一 ％ △
＝
（ ９ ）
式 （ ９ ） 中：Ｍ一 机 组 转 子 的 转 动惯 量 ； 低 频的摆动，在 电气量上表现为发 电机输 出功 Ｔ － 原动机转矩 ，又称机械转矩 ；Ｌ一 发 电机 的