新能源接入的多端柔性直流输电系统次同步振荡抑制方法研究
风电场接入引发电力系统次同步振荡机理综述
风电场接入引发电力系统次同步振荡机理综述摘要：随着电力系统中风电渗透率不断提升，大容量风电场并网运行将加剧系统次同步振荡的风险，不利于系统的可靠运行。
关键词：风电接入；电力系统次；同步振荡；机理1风电场接入引发电力系统次同步振荡问题分析方法1.1频域分析法结合奈圭斯特稳定判据的频域分析法主要包括复转矩系数法和阻抗法。
频域分析法由开环子系统频率响应特性判断闭环系统稳定性，通过建立2个开环子系统之间的次同步动态交互与闭环系统稳定性的联系，能够从物理意义角度揭示次同步振荡的成因。
复转矩系数法是阻尼转矩分析法在次同步振荡领域的延展，即关注点从系统的机电振荡模式扩展到系统的次同步振荡模式。
复转矩分析法为机电耦合交互作用引发系统次同步振荡问题的成因给出了物理解释，即电气系统对同步机机械系统的作用等效成了负阻尼的效应。
一般情况下，复转矩系数法主要应用于分析传统次同步振荡问题上，通过分析同步发电机和串联补偿输电系统之间相互作用产生次同步振荡的现象并提出了一种抑制措施，将复转矩系数法推广至多机电力系统。
基于实际电力系统中出现的弱阻尼次同步振荡问题，应用复转矩系数法提出了一种适用于工程实践的次同步振荡抑制策略。
传统的复转矩系数法的应用领域是分析同步发电机轴系模式参与的次同步振荡问题，而随着当前电力系统电压源换流器(VSC)的大规模应用和新能源电力系统的大规模汇入，新形态的次同步振荡问题也随之在电力系统中出现(如SSCI)。
由于研究表明DFIG风机机械系统的轴系模式一般不会引发系统发生次同步振荡，因而复转矩系数法在新形态次同步振荡问题上的适用性等问题需要进行研究和验证。
为扩展复转矩系数法的应用领域进行了探索。
应用复转矩系数法分析DFIG控制系统引发的SSCI问题，从理论上推导了定子、转子电磁转矩与转速的关系式，从机理上对DFIG串补输电系统中出现的SSCI问题进行解释，并设计了抑制策略。
但与阻抗法和模式分析法相比，复转矩分析法在风电场接入引发系统次同步振荡方面的应用并不广泛。
第13章 电力系统的次同步振荡及轴系扭振
M
1
2，定义P
=AKA，则对实际系数P非负定，可设
其特征根对角阵
A ωn2
diag
(
2 n1
,
2 n2
,,
n2N，) 并设P
的特征向量阵为U，从而PU=UA，又由于 PT P对称，
故U可取为正交阵，即 U 1 。U T
若定义线性变换阵Q=AUS，及线性变换
δ Qδ(m)
（9）
右上角标“m”表示解耦模式，S为对角阵，其对角元 的取值使发电机质块 (设为第k质块) 对应的Q阵行元素 (即第k行元素)均等于1。
为 n 的扭转振荡。
若将式 (1)改写为
(用12 作变量)
1 2
K12 M1
12
K12 M2
12
（4）
式中， 12 1 2 为转子两
质块间相对运动角位移增量。则 由式(4)可得
12
K12
1 M1
1 M2
12
def
K M
12
（5）
用12 作变量，系统降为二阶，
则式(5)的特征根为
地区电网经济运行与自动化研究室
2
1 引言
1930s，发现电容会引起发电机自激。当时认为是纯电 气谐振问题，称之为“异步发电机效应”。
1970s，美国Mohave电站发电机大轴2次被扭振破坏。 揭示“机电扭振互作用”现象。
后来发现故障发生时，会出现“暂态力矩放大”现象。
1977年以前，统称为：次同步谐振（SSR）。共同点
N
1, N
K N 1,N N
（8a）
(Mp 2 Dp K )δ Tm Te T
M，D为对角阵，K为三对角阵，K T K 。
国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见
国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见文章属性•【制定机关】国家发展和改革委员会,国家能源局•【公布日期】2023.09.21•【文号】发改能源〔2023〕1294号•【施行日期】2023.09.21•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家发展改革委国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见发改能源〔2023〕1294号各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委、能源局，天津市工业和信息化局、辽宁省工业和信息化厅、上海市经济和信息化委员会、重庆市经济和信息化委员会、四川省经济和信息化厅、甘肃省工业和信息化厅，北京市城市管理委员会，国家能源局各派出机构，有关电力企业：为深入贯彻党的二十大精神，全面落实党中央、国务院决策部署，准确把握电力系统技术特性和发展规律，扎实做好新形势下电力系统稳定工作，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，保障电力安全可靠供应，推动实现碳达峰碳中和目标，提出以下意见。
一、总体要求（一）指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十大精神，全面落实碳达峰碳中和战略部署和“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深刻认识未来相当长时间内，电力系统仍将维持交流电为主体、直流电为补充的技术形态，稳定问题将长期存在，牢固树立管电就要管系统、管系统就要管稳定的工作理念。
立足我国国情，坚持底线思维、问题导向，坚持系统观念、守正创新，坚持先立后破、远近结合，统筹发展和安全，做好新形势下电力系统稳定工作，为中国式现代化建设提供可靠电力保障，满足人民美好生活用电需要。
（二）总体思路夯实稳定物理基础。
科学构建源网荷储结构与布局，保证电源结构合理和电网强度，建设充足的灵活调节和稳定控制资源，确保必要的惯量、短路容量、有功、无功和阻尼支撑，满足电力系统电力电量平衡和安全稳定运行的需求。
新能源并网系统宽频振荡分析与抑制
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
系统
提出
系统
宽频
措施
并网
影响
并网
振荡
振荡 新能源
实验
分析
抑制
研究
分析
有效
方法
一系列
内容摘要
内容摘要
本书主要对新能源并网系统宽频振荡的问题进行了深入的分析与探讨，提出了一系列有效的抑制 方法。本书首先介绍了新能源并网系统宽频振荡的概念和影响，然后详细阐述了宽频振荡的成因 和抑制措施。 在新能源并网系统中，宽频振荡是一种常见的动态行为，它对系统的稳定性和电能质量产生重要 影响。本书结合前人研究成果，综述了新能源并网系统宽频振荡的相关研究现状和不足，以便更 好地提出分析和抑制方法。在此基础上，本书采用理论分析和实验研究相结合的方式，对新能源 并网系统宽频振荡进行了深入的分析，并提出了一系列有效的抑制措施。 本书通过实验验证了所提出的分析和抑制方法的可行性和有效性。实验结果表明，本书所提出的 方法可以有效地抑制新能源并网系统宽频振荡的产生，提高系统的稳定性，减少振荡对电能质量 的影响。
阅读感受
我还想给这本书打个满分。我认为这本书在内容丰富性、理论深度和实用性方面都做得非常出色。 书中的科学知识解释得深入浅出，使得读者可以更好地理解这些复杂的概念。作者对问题的分析 也非常透彻，使得读者可以更加全面地了解这个问题的复杂性以及解决方法。这是一本非常值得 一读的书，我毫不犹豫地给它打满分。 在阅读这本书的过程中，我深深地感受到了科学的魅力和挑战。通过作者的分析和解释，我可以 更加深入地理解新能源并网系统宽频振荡的问题，也对我自身的知识和理解有了很大的提升。这 本书不仅提供了我需要的科学知识，也激发了我对科学的热爱和追求。我相信这本书也会对其他 读者产生类似的影响，让更多的人对这个领域有更深入的理解和研究。
电力系统次同步振荡研究综述
电力系统次同步振荡研究综述朱谷雨;王致杰;孙丛丛;刘水;邹毅军;谭伟【摘要】随着全球可再生能源的快速发展,分布式电网将彻底改变未来配电网的设计运行方式,大量电力电子器件的应用会引起电力系统中次同步振荡(SSO)现象,严重影响了电力系统的稳定性.介绍了SSO的表现形式,并对其现象、机理进行归纳总结,简单比较了SSO现象的分析方法及有效的抑制手段,并对今后的工作内容进行了展望.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2017(020)003【总页数】8页(P155-162)【关键词】可再生能源;次同步振荡;抑制措施【作者】朱谷雨;王致杰;孙丛丛;刘水;邹毅军;谭伟【作者单位】上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306;上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306;上海科梁信息工程股份有限公司,上海 200030;上海科梁信息工程股份有限公司,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TM74全球工业化以来，传统化石能源被大量开发利用，导致能源紧缺，环境恶化，全球气候变暖，严重威胁着人类的生存和发展。
低碳减排已成为全球关注的主题，各国纷纷推进可再生能源开发，提倡生态环境保护，缓解能源供求矛盾。
中国土地面积广阔，能源分布不均匀，而可再生能源清洁、无污染，可持续发展前景广阔。
随着可再生能源的不断发展，其在并网系统的应用越来越广泛，对其衍生的技术支撑标准也越来越严格。
我国计划2015—2020年国家电网将逐步形成“两纵两横”、“五纵五横”的1 MW特高压交流同步网架结构，以及20多条800kV以上的特高压直流输电线路[1]。
目前，欧洲已有初步的超级电网规划，主要由多端高压直流系统组成。
借鉴欧洲超级电网的经验，中国超级电网结构设想也逐渐形成。
由此可见，由于电网的运行形式不断变化，规模越来越大，大量电力电子的应用会使电网呈现高度电力电子的趋势，产生低于基波的次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation, SSO)现象，其安全稳定运行面临严峻挑战。
含直驱风机系统次同步振荡的特性与抑制
区域治理PRACTICE含直驱风机系统次同步振荡的特性与抑制中国矿业大学 苏钰淇摘要：近年来，国内许多地区的直驱风机风电场在相邻电网没有加串补的状态下，出现了持续的次同步频率范围以内的振荡。
为深入研究该问题，本文对直驱风机风电场接入交流电网的等值系统模型进行了搭建，通过电磁暂态仿真、阻抗模型和小信号分析，来研究次同步振荡发生的机理，分析接入交流电网强弱、风机出力、并网风机台数、风机控制参数及无功补偿装置对振荡特性的影响。
关键词：直驱风机；弱交流系统；次同步振荡；特征值；小信号分析中图分类号：TS737+.1 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）31-0220-0001一、背景在发电过程中，次同步振荡现象一直都是我国电力系统稳定与安全运行的隐患，而风电场与整个系统之间的互相影响也越来越密切，所以，风电场大规模并网势必会给系统次同步振荡特性带来一些影响。
次同步振荡诱发发电机组轴系扭振和电网不稳定的同时，也可能使并网后的风电场变得不稳定。
因此在考虑囊括多风电机组的系统时，必须在风电场入网后对系统次同步振荡特性进行全面分析，找出导致其发生的因素，从而提出合适的抑制措施。
由直驱风电机组控制器和弱交流系统间的互相作用导致的次同步振荡归为SSCI一类，其振荡频率与弱交流系统阻抗、风电机组控制器以及系统运行方式等多种因素相关。
目前针对直驱风机经弱交流系统并网的SSCI问题的分析较少，需要展开进一步的研究。
二、国内外发展现状早在20世纪30年代，在实际运行发电过程中，汽轮机组就发生了轴系故障。
经研究，科研组发现，当系统中存在电容性负载或经串联电容补偿的线路时，该系统中大概率会产生“自励磁”。
然而，因为当时此振荡带来的影响并不大，未得到学术界的高度关注。
20世纪70年代，美国某电厂发生了因线路串补电容作用而引发的大型汽轮机转子大轴破损的事故，各界人士立即投入到次同步谐振的研究当中[3]。
在1973年，由IEEE牵头，成立了大型的次同步振荡现象研讨工作组，投入大量人力物力，多次召开学术会议，使得次同步振荡问题逐渐走进人类的视野。
贵广直流次同步振荡抑制原理
贵广直流次同步振荡抑制原理
宋述波;袁鹏
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2007(035)005
【摘要】针对贵广一回直流在送端孤岛运行情况下可能出现的次同步振荡进行了介绍,并对贵广直流输电系统抑制次同步振荡措施的原理进行了简要的分析,对西门子SSR阻尼控制器的设计进行了介绍,通过在直流电流、功率控制控制回路中增加阻尼环节,以消除次同步振荡的实际效果进行了实域仿真.从运用最优阻尼信号的仿真效果可以看出利用频率或者发电机速度偏差对直流功率进行调制能有效抑制直流系统可能引起的次同步振荡问题.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】宋述波;袁鹏
【作者单位】中国南方电网超高压输电公司广州局,广东,广州,510405;中国南方电网超高压输电公司广州局,广东,广州,510405
【正文语种】中文
【中图分类】TM71
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谈柔性直流输电技术在风电并网中应用
谈柔性直流输电技术在风电并网中应用摘要：柔性（柔性）直流输电解决了新能源尤其是风电并网系统稳定问题；超高压直流输电解决了大功率远距离输电和系统稳定性问题；特高压直流输电解决了输电线路特别长，输送容量特别大的电能传输问题的系统问题；背靠背直流输电，解决了短距离非同步的联网传输的系统稳定性问题。
柔性直流输电是采用先进的电压源换流器VSC技术，是目前公认的风电并网消纳的最佳输电方式，解决了风力发电上网对系统稳定造成的威胁问题。
柔性直流输电是智能电网发展的必然。
关键词：柔性直流；输电技术；风电并网1 风电并网方式简介1.1常规风电并网目前国内风电机组并网多采用高压交流输电模式。
风力发电机系统可分为恒速恒频发电机系统和变速恒频发电机系统。
恒速恒频同步发电机系统因风速的变化会使其转子转矩不稳定，并网后如不能有效控制易发生无功振荡和风机失步。
恒速恒频异步发电机系统如果直接并网会产生4～5倍发电机额定电流的冲击电流威胁电网安全运行，同时在输电线路两端需安装无功补偿装置来提供并网所需的无功支撑。
变速恒频发电机系统在弥补恒速恒频发电机系统缺点的同时带来建设成本高、产生高次谐波电流等新问题。
1.2柔性直流风电并网采用高压直流输电模式并网可以完全的控制风电的潮流，实现送端系统与受端系统的解耦以避免故障的传播，利用直流输电较交流输电降低了线路损耗，且占地面积小，特别适用于离岸风力发电、海上平台供电等场合。
柔性直流输电（HVDCFlexible）并网不仅具备高压直流输电并网的优点，同时还具备无需外部电源支撑可实现自换相的能力，不需要交流系统提供换相容量，适合弱交流系统场合下使用。
具有无功功率的独立控制能力避免了无功补偿装置的使用，实现了无功功率与有功功率的相互独立。
2 柔性直流输电技术2.1柔性直流输电技术传统直流输电以晶闸管为换流原件，采用相控换流技术，以交流母线线电压过零点为基准，通过顺序发出触发脉冲，形成一定顺序的硅阀通与断，从而实现交流电与直流电的相互转换。
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新能源接入的多端柔性直流输电系统次同步振荡抑制方
法研究
新能源接入的多端柔性直流输电系统次同步振荡抑制方法研究
摘要：随着新能源的快速发展和普及，传统的交流输电系统面临着一系列的挑战。
柔性直流输电系统因其高效、可靠和灵活的特性备受关注。
然而，多端柔性直流输电系统在面对新能源接入时普遍存在的次同步振荡问题成为了制约其应用的重要因素。
本文通过综述国内外研究现状和成果，分析了多端柔性直流输电系统次同步振荡的成因，并提出了一种有效的抑制方法。
1. 引言
随着能源需求的不断增长和环境可持续发展的需要，新能源的接入已经成为一种必然趋势。
新能源包括风能、太阳能和海洋能等，由于其不可控和波动性，传统交流输电系统无法满足其要求。
柔性直流输电系统因其较低的传输损耗、较高的电压稳定性和较大的可调性等优势已经成为了新能源接入的首选方案。
2. 目前研究现状
目前国内外学者对多端柔性直流输电系统次同步振荡问题进行了一系列研究。
多端柔性直流输电系统的次同步振荡是由于新能源接入导致的系统参数变化，从而引发了电力系统的不稳定性。
已有研究表明，次同步振荡会导致电网电压波动、容量减退和系统损耗增加等问题。
因此，如何有效抑制次同步振荡是多端柔性直流输电系统研究的关键。
3. 次同步振荡成因分析
多端柔性直流输电系统次同步振荡的成因主要有两方面：一是
多端新能源接入导致的电流波动，二是电力系统中网络参数的不确定性。
新能源接入会带来电力系统的不平衡问题，从而引发电流波动；而电力系统中网络参数的不确定性则会导致电流经过直流输电系统时产生振荡。
4. 次同步振荡抑制方法
针对多端柔性直流输电系统次同步振荡问题，本文提出了一种基于控制算法的抑制方法。
该方法通过分析系统中的电流波动和网络参数不确定性，设计了相应的控制策略。
具体包括：电流控制方法、环路滤波器设计和协调控制方法。
通过对系统进行仿真实验，验证了该方法的有效性和可行性。
5. 结论
本文针对多端柔性直流输电系统次同步振荡问题进行了深入研究，提出了一种基于控制算法的抑制方法。
该方法在实际应用中具有较高的可行性和有效性，能够有效解决多端柔性直流输电系统在面对新能源接入时的次同步振荡问题。
进一步的研究可以从控制策略优化、实验验证和经济性分析等方面展开，以提高多端柔性直流输电系统的稳定性和可靠性。
综上所述，针对多端柔性直流输电系统次同步振荡问题，本文提出了一种基于控制算法的抑制方法。
通过分析系统中的电流波动和网络参数不确定性，设计了相应的控制策略，包括电流控制方法、环路滤波器设计和协调控制方法。
通过仿真实验验证了该方法的有效性和可行性。
该方法在实际应用中具有较高的可行性和有效性，能够有效解决多端柔性直流输电系统在面对新能源接入时的次同步振荡问题。
进一步的研究可以从控制策略优化、实验验证和经济性分析等方面展开，以提高多端柔性直流输电系统的稳定性和可靠性。