电力系统次同步振荡
第8章 HVDC引发SSO的机理及抑制
8.1 概述
由HVDC输电系统引起电力系统SSO的原因可以归纳为三种情况：
（1） 与HVDC的辅助控制器相关；
（2） 与HVDC系统的不正常运行方式相关；
（3） 与HVDC系统的电流控制器相关。
第一种情况可以通过改造辅助控制器来消除隐患，第二种情况尽管难以预测，但在实际工程中很少碰到，可以通过规范系统的运行来解决，第三种情况较为常见，可以通过在HVDC控制器中做些改变加以解决，如加入SSDC。本文重点讨论由HVDC电流控制器引发的SSO问题。
实际经验表明，次同步振荡基本上只涉及汽轮发电机组，尤其是30万千瓦以上的大容量机组。水轮发电机组转子的惯量比汽轮机要大得多，且水轮机的水轮上具有黏性阻尼，故其转子的固有阻尼很高，不易发生次同步振荡。对于汽轮发电机组，HVDC系统也只有在一系列不利因素同时作用时,才可能产生次同步振荡不稳定。这些不利因素主要包括：
（1）汽轮发电机组与直流输电整流站之间的距离很近；
（2）该汽轮发电机组与交流大电网的联系很薄弱；
（3）该汽轮发电机组的额定功率与HVDC系统输送的额定功率在同一个数量级上。
其中，汽轮发电机组与交流系统大电网之间联系的强弱对其能否发生次同步振荡起着非常重要的作用。常规电力负荷的特性随频率而变化，它们对发电机组次同步振荡有一定的阻尼作用，但当发电机与大电网的联系较弱时，这个阻尼基本上不起作用。此外，若HVDC系统所输送的功率大部分由附近的汽轮发电机组供应，则功率振荡通常发生在整流站和这些发电机组之间，当HVDC的额定功率与附近发电机组的额定容量相差不大时，振荡情况较严重。
在逆变站附近的汽轮发电机组一般不会发生次同步振荡，因为它们并不向直流输电系统提供有功功率,而只是与逆变站并列运行，向常规负荷供电。HVDC系统中的次同步振荡与HVDC运行工况、控制方式、控制参数、输送功率、直流线路参数，以及发电机同直流输电线的耦合程度等因素有关。
8.2 次同步电气量在交直流侧间的传递关系分析
HVDC换流器具有离散采样和调制的特性，可以用开关函数法对其进行分析。对换流器进行开关函数分析后，可以得到系统的次同步电气量在发电机组转子、交流网络、HVDC直流侧系统之间的相互传递关系。
当交流侧电压中有频率为ωm的次同步分量时，经过换流器调制作用后在直流电压中将存在显著的频率为(ω0-ωm)的分量，其中ω0为系统的额定频率；反之，当直流电流中存在次同步频率为ωr的纹波分量时，经过换流器调制作用后在交流侧相电流中将存在显著的频率为(ω0±ωr)的分量。
发电机组转子与交流网络的次同步分量是通过定、转子磁场的相对运动产生的。转子上频率为ωs的扰动会在定子侧感应出与ωs互补的次同步(ω0-ωs)分量和超同步(ω0+ωs)分量。对于超同步分量，系统往往具有正的阻尼特性，一般不会引起振荡；但对于次同步分量则易形成负阻尼，从而引发轴系的次同步振荡。
综上所述，在分析由HVDC输电系统引起的SSO时，可以认为发电机转子上频率为ωs的扰动在定子侧感应出频率为(ω0-ωs)的次同步分量，该次同步分量经电网络传输到直流输电系统的换流母线侧，频率为(ω0-ωs)的交流电压分量在直流侧电压中产生频率为(ω0-(ω0-ωs))的电压纹波分量和直流纹波电流，也就是说，发电机转子上的小扰动在经过交流网络传播后，将在直流侧感应出与转子小扰动同频率的电压分量。当然，该纹波电流在交流网络中就又会感应出(ω0-ωs)的次同步电流分量。这就是状态量的次同步分量在系统各个环节间的相互传递过程和频率变换关系。如果后产生的扰动电流助增了初始的次同步电流，且扰动电压、电流形成的稳定电磁力矩足以维持轴系的扭振，系统中就会形成正反馈的轴系次同步振荡。
8.3 高压直流输电系统的扭振相互作用
分析HVDC系统引发的次同步振荡时，可以把整个动力系统分解为电气部分和机械部分，两部分通过发电机组的电枢磁场和调速系统进行耦合。轴系运动过程中的蒸汽摩擦、油膜粘滞、风阻、结构阻尼等作用使得机组的机械阻尼为正。若电气部分形成的阻尼为负，且其值超过了正的机械阻尼，则系统在该振荡模态下的振荡是发散的，如果不采取适当的抑制措施，则会损坏发电机轴系，甚至导致系统失稳。
分析由HVDC系统引起的电气负阻尼时，需要详细地分析交直流系统状态量的变化过程。本文以图8-1所示的简化HVDC系统模型为例分析HVDC引发SSO时系统状态量的变化过程，状态量的变化过程见图8-2。若与整流站紧密耦合的发电机上转子机械角速度有微小扰动，则将引起机端电压(即图8-1中的整流站换流母线电压UU)的幅值U和相位θU发生变化，且该电压的扰动会经过交流输电网传递到整流站换流母线上。现代的HVDC系统中换流器普遍采用等间隔触发方式，因此换流母线电压的相角偏移会导致换流阀触发角α作相同角度的偏移，记为Δα。触发角的改变以及换相电压幅值的变化，都会引起直流母线电压dU的摄动，而dU的摄动会引起直流电流dI的变化，并进而导致直流功率的变化dP。HVDC的定电流控制器会迅速对dI的变化作出响应，并实施相应的调整动作，从而阻碍直流功率的变化，使之最终为dP。dP通过交流网络的传递最终反映到汽轮发电机侧，表现为发电机电气力矩的变化，即造成发电机电气力矩的摄动eT，而eT的变化又会引起发电机转速的变化，进一步引起机端电压的变化，如此形成一个闭环。如果发电机转速偏移量与电气转矩变化量eT之间的相角差超过90°，则将形成一种正反馈性质的扭振相互作用，eT会助增初始扰动，即出现负阻尼，一旦该负阻尼超过发电机组轴系所提供的正的机械阻尼，就出现HVDC控制系统引起的轴系扭振不稳定。
GU∠θUUdXTIdIac∠θac 图8-1 简化HVDC系统模型
UθUId∞(Pd∞)Id(Pd)IacθacUdα定电流控制Te负阻尼
图8-2 HVDC引发SSO时系统状态量变化过程
由以上分析可知，系统是否会出现SSO决定于相应频率下的机械阻尼与电气负阻尼的相对大小。影响电气阻尼的因素较多，如发电机与直流系统耦合的紧密程度，直流功率水平、触发角的大小、直流控制器的特性以及直流线路的参数等。
直流电流闭环控制系统具有低通滤波特性，只有较低频率的直流电流扰动能通过，其通频带一般为0~40Hz，因此由HVDC系统引起的SSO一般为较低频率模态的振荡问题。
8.4 交直流电力系统次同步电气阻尼特性
交直流电力系统的次同步振荡阻尼特性受到发电机与HVDC的耦合程度、直流功率水平、系统的运行控制方式、触发角以及控制器参数等的影响。
（1）发电机与HVDC的耦合程度对阻尼特性的影响
如图8-3所示，设发电机G经Z1和HVDC整流站相连，而系统S经Z2与整流站连接，则当Z1>>Z2,即发电机和HVDC弱连接时，发电机的电压摄动由Z1和Z2分压，使换流站母线电压摄动极小，而且该摄动引起的直流电流摄动，经由Z1和Z2分流，在发电机支路引起电流摄动也极小，从而发电机支路只有微小的电磁力矩摄动，故不易引起扭振不稳定，反之亦然。
Z1GSZ2
图8-3 发电机与HVDC的连接图
美国EPRI研究报告提出的实用指标UIF可以用来评估直流输电和发电机耦合的紧密程度。
（2）直流功率水平对阻尼特性的影响
在本质上，电力系统次同步振荡是系统的功率振荡，发电机组的次同步振荡阻尼特性必然与直流系统的功率水平有密切的关系。当输送的功率越大，发电机组与 HVDC 的耦合作用越强，发电机组的负阻尼越严重。
……
此外，阻尼特性还与HVDC换流站的无功补偿有关。若HVDC所需的无功功率由换流站的无功补偿装置提供，则可以减弱交直流间的耦合，有利于缓解HVDC引起的SSO。
（3）触发角对阻尼特性的影响 直流输电的运行控制最后都要作用于整流侧换流器的触发滞后角和逆变侧换流器的触发超前角，而直流电压与换流器的触发角之间存在着明显的非线性关系。由交直流侧谐波的相互传递和转换可以得到换流器的触发角的大小必然影响系统的次同步振荡的电气阻尼特性。
（4）直流系统控制器参数对阻尼特性的影响
对次同步振荡而言，相比于HVDC系统的其他控制方式，整流侧定功率控制、逆变侧定熄弧角控制时更容易产生扭振。
……
8.5 SSDC抑制SSO的原理
基于前文所述HVDC引发SSO的机理，HVDC整流侧的汽轮发电机发生轴系扭振不稳定振荡的直接原因是发电机转速偏移量与电气转矩变化量eT之间的相角差大于90。由此可以以发电机的转速偏差为输入信号，经过适当的比例放大与移相环节，将输出信号通过定电流控制回路提供一个附加的电磁转矩eT，使得其与eT的合成矢量eT与的相角差小于90（如图8-4所示），则系统最终会有一个正的阻尼转矩，这就是SSDC的设计思路。为达到最佳的抑制效果，应使eT与同相位。
ΔωΔTeΔTe'ΔTe"Δδ
图8-4 电气转矩的向量关系图
SSDC抑制SSO时需要向发电机组提供一个足够大的正阻尼力矩才能平息发电机发散的转速振荡，因此SSDC的控制策略为：当发电机转速增加时，在SSDC的作用下HVDC的直流电流参考值增大，由于换流器的快速响应特性，直流功率增大，则发电机输出的电磁功率也将增加。对恒定的输入机械功率，电磁功率的增加将导致转子动能的减小，从而使得转子转速降低；反之，发电机转速减小时HVDC定电流参考值减小，则直流功率降低，发电机的电磁功率减小，从而使发电机转子加速。在HVDC换流器的快速响应特性下，通过SSDC的这种控制策略能增强发电机组的次同步振荡阻尼，达到抑制系统次同步振荡的目的。
PMU次同步振荡监测功能的检测方法研究
PMU次同步振荡监测功能的检测方法研究
发表时间：2018-01-22T17:00:08.173Z 来源：《电力设备》2017年第28期 作者： 李渝 常喜强 赵志强 晏青 左雅 张锋
[导读] 摘要： PMU因其量测具有同步性与快速性的优势，成为电力系统动态过程监测的重要技术手段。
（1．国网新疆电力公司 新疆乌鲁木齐市 830002） Research on Detection Method of PMU Subsynchronous Oscillation Monitoring Function
Li Yu1，CHAGN Xi-qiang1，ZHAO Zhi-qiang1，YAN Qing1，ZUO Ya1 (1. State grid electric power company in xinjiang, Urumchi 830002) ABSTRACT: PMU has the advantages of synchronization and fastness because of its measurement, and becomes an importanttechnical means for dynamic process monitoring of power system. However, in recent years, with the new energy concentration and thehigh-voltage HVDC transmission project put into operation, the power system gradually presents the characteristics of power electronics,system mechanism characteristics, the dynamic process has changed. Among them, the new energy station near the emergence of alarge number of harmonics and its wide range of transmission has become a serious impact on the safety of the grid a problem. Thismakes new demands and challenges for PMU measurements. In order to solve this problem, this paper analyzes the PMU monitoringfunction, analyzes the operation information of the second generation generated by the synchronous oscillation of the wind powersystem, and puts forward the expansion scheme of the PMU device to improve the monitoring function of the PMU device, Thedetection scheme and evaluation method of PMU secondary synchronous oscillation monitoring function are developed, which providesthe basis for accurate monitoring of interharmonics based on PMU.
基于特征值分析法的电力系统稳定性研究
第６卷第４期 ２０１０年１０月 沈阳工程学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） ＶＯ１．６ ＮＯ．４ ＯＣｔ．２０１０
基于特征值分析法的电力系统稳定性研究
李道霖 ，张双平
（１．三峡电力职业学院电力工程系，湖北宜昌４４３０００；２．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌４４３００２）
摘要：在对电力系统次同步振荡（ＳＳＯ）发生机理进行阐释的基础上，重点就特征值的分析方法和建模进行了详细分 析；并对特征值分析法其所需的线性化微分方程进行了推导；最后以具体模型作为研究对象，对该系统的ＳＳＯ特性进行 了分析和仿真，并将分析结果与以前相关文献上做过的分析结果进行了比较，二者较小的误差验证了特征值分析法是一 种较为有效的电力系统稳定性问题的研究方法． 关键词：次同步谐振；特征值分析法；线性化微分方程；有效性 中图分类号：ＴＭ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—１６０３（２０１０）０４—０３２６—０４
Ｏ 引 言
我国一次能源地理分布不均的状况决定了我国发
电基地需要对电能进行大容量、长距离的输送．为了突
破输电线路受稳定极限的限制，同时也为了满足电力 系统输电可靠性的要求，采用大容量发电机组、高串补
的点对网输电也就成为我国一种普遍的输电模式．然
而，这种输电模式在带来巨大经济效益的同时也容易
诱发电力系统振荡问题，从而危及整个电力系统的稳 定运行．特征值分析法是判断串补输电系统是否发生
次同步谐振的一种重要的方法．它是在小扰动情况下
对系统模型进行线性化后，通过求解系统系数矩阵的
特征值来判断系统稳定性的一种方法，已被广泛用于
线性系统的分析．它的优点是理论严格、分析准确，能 够提供准确的振频、衰减因子和特征值灵敏度等大量
有用的信息．利用该方法对系统次同步振荡问题进行 研究具有重要的理论意义和工程应用价值．
电力系统振荡的结果及处理方式
电力系统振荡的结果及处理方式
2012/7/13 15:35:41
当发生短路或突然有大负荷切除或投入时，发电机与大系统之间的功角会发生变化，发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动，这就是电力系统的振荡。
电力系统振荡的结果有两种：一个是发电机的输出功率和负载能重新在一个点上实现平衡，经过一段时间的振荡后重新达到稳定，保持同步运行。一个是发电机的输出功率和负载能无法再在任何一个点上实现平衡，从而导致发电机失去同步。
发电机的原动机输入力矩突然变化，如：水轮机调速器不正常动作;系统发生突然短路;大机组或大容量线路突然变化等。通常，短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。
电力系统振荡的预防：预防是多方面的，有继电保护上的要求，如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求，如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率，避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑，如避免发生发电机的次同步共振。
系统振荡有多种：异步振荡、同步振荡、低频振荡
异步振荡——其明显特征是，系统频率不能保持同一个频率，且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。如发电机、变压器和联络线的电流表，功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动，振荡中心的电压摆动最大，并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络的输送功率往复摆动;送端系统频率升高，受端系统的频率降低并有摆动。
引起电力系统异步振荡的主要原因：
1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;
2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;
3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步;
4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏;
5、电源间非同步合闸未能拖入同步。
电力系统振荡原因、现象、处理分析
电气保护专业保护动作分析 分析时间 2006年7月31日 分析地点 学习室
分析专业 电气检修队继电保护班 分析种类 岗位分析
参加人员 队长、专工、保护班人员
分析题目 电力系统振荡原因、现象、处理分析
分 析 内 容
一、 提出问题： 2006年6月1日、2006年6月25日和2006年7月1日由于系统内故障而发生三次系
统振荡，我厂均有不同程度的反应，前两次我厂只有冲击现象，特别是2006年7月1日华北与华中解网造成的系统振荡，我厂振荡现象明显，220KV、500KV系统和各发电机反应
强烈，均出现振荡现象。
二、 原因分析： 1、 输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏；
2、 电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏； 3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏
而失去同步； 4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳
定极限降低,易引起稳定破坏； 5、电源间非同步合闸未能拖入同步；
三、 系统振荡的现象：
1、 发变组、线路电压表、电流表和电力表周期性剧烈摆动。
2、 如我厂为振荡中心，电压周期性地降至近于零。
3、 我厂为送电端，周波较振荡前升高，如为受电端周波则降低并略有摆动。 4、 主变及发电机、联变发出有节奏的鸣声。
5、 若振荡剧烈，电压摆动幅度较大，照明灯泡忽明忽暗。 6、 因振荡可能使机组、线路跳闸(当振荡解列装置投入时)。
7、 连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大。电压振荡
最激烈的地方是振荡中心,每一周期约降低至零值一次。随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少。如果联络线的阻抗较大,两侧电厂的电容也很大,则线路两端
的电压振荡是较小的。 8、 失去同期的电网,虽有电气联系,但仍有频率差出现,送端频率高,受端频率低并略有
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。
电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施
电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施
摘要：伴随着我国电力事业的不断发展以及相关技术的进步，电力电子化电力系统的发展中，所遇到的振荡问题也寻求到了有效的抑制措施。基于此，本文针对电力电子装置引起振荡的原因分析进行分析，并且利用增加虚拟阻尼、改进控制目标、减小测量环节延时以及增加抑制振荡的电力电子装置
关键词：电力电子化；电力系统；振荡问题
引言：伴随着电力电子装置的应用，我国电力系统的整体质量不断提升，并且电力系统的电力电子化趋势越来越明显。在电力电子设备应用时，会对整体的电力系统造成一定的振荡，这一现象产生已经有了较长的历史，并且直接影响到了电力系统的整体稳定。为了保证电力电子装置以及电力系统的整体稳定，必须要能够针对电力电子装置引起振荡的原因进行分析，并保证寻求正确的抑制方法。
1.电力电子装置引起振荡的原因分析
电力电子装置对于电力系统的建设以及使用具有十分重要的意义，在当前的电力半导体技术发展过程中，已经能够从单个电子开关发展到多个串并联的应用，适合在高压大电流的环境下进行应用。电力电子装置连入到了电力系统之中以后，如果不能够安稳运行，就会产生电流的不稳定现象，电力电子装置实际应用时，由于以下的原因产生振荡，降低了整体的电力系统使用质量。
1.1振荡产生的数学机理
当前较为常见的电力电子装置引发的振荡，其可以有效利用数学机理开展分析。结合非线性动力学的理论针对电力电子装置进行分析，一般情况下非线性的系统振荡可以分为四个主要类型，分别为系统周期性振荡、准周期振荡、系统混沌解对应的非周期振荡以及平衡点附近运动轨迹对应的负/弱阻尼振荡。在实践当中，周期性振荡的发生过程电流电压变化如图1所示。
图 1 振荡发生时母线、电压、系统电流变化示意图
混沌引起的非周期性震荡则是体现在了经典的两机系统当中，其中两台发电机的电动势幅值以及相位都会出现直轴暂态电抗。现阶段的电力振荡分析都需要能够立足于平衡点的线性化理论，同时要能够结合低频振荡以及次同步振荡进行有效的分析，在这种前提之下，能够了解到电力系统周期当中的一些规律，从而探索电力系统振荡的机理[1]。
关于哈密风电基地某风场次同步振荡事件的原因分析及处理
关于哈密风电基地某风场次同步振荡事件的原因分析及处理
摘要：密风电基地某风场次同步振荡属于系统稳定性问题，在许多大规模新能源系统中都检测到次同步振荡现象。本文首先对密风电基地某风场次同步振荡的事件经过及数据进行介绍，包括风电场电网录波数据和风电机组数据等。在此基础上，探讨密风电基地某风场次同步振荡设备配置及参数，包括风电机组、SVG及AVC系统。最后针对相关问题提出整改措施。
关键词：哈密风电基地某风场；次同步振荡事件；原因分析及处理
2019年03月18日02：27：02，某风电场发生电网振荡现象，在约25s之后，220kV风电汇集站稳控装置启动，发出指令切除全场6条35kV集电线路。
一、事件经过及数据分析：
1、风电场电网录波数据分析
1.1 对110kV母线电压实时波形进行FFT分析，见图1。可看出110kV母线包含29.2Hz/70.8Hz谐波分量。
图1
对110kV母线电压有效值波形进行分析，如图2。可看出振荡前母线电压有较大幅度波动。当110kV母线电压被调整到较低值约1s后，波形发散，电网开始振荡。
图2
注：红色曲线为AVC调控母线电压目标值，蓝色曲线为实际110kV母线电压
1.2对35kV线路及各支路电流电压实时波形进行FFT分析，如图3。可看出35kV线路依然包含29.25Hz/70.75Hz谐波分量（因数据分辨率不同，略有差异）。
图3
2、风电机组数据分析
某风场共计50台风电机组，各机组数据基本一致，提取35kV集电四线B10号机组数据分析如下：
2.1 电网数据
图4
从图4可看出，电网振荡时，电网电压约370V（0.925Pu），处于较低值。
间谐波引起电力系统次同步振荡——工程实例、机理、作用形式及应对措施
间谐波引起电力系统次同步振荡——工程实例、机理、作用形式及应对措施
金维刚;刘会金;李智敏
【摘 要】例举分析了两个由间谐波引起电力系统次同步振荡的工程实例.应用调制理论分析了两交流侧额定频率相同的异步HVDC系统产生间谐波的机理;指出间谐波的频率如果与汽轮机转子轴系自然频率相匹配,并且具有一定的幅值,就可能激发次同步振荡,这就是间谐波引起电力系统次同步振荡的机理.归纳了间谐波引起电力系统次同步振荡的两种作用形式,第一种作用形式表现为剧烈的轴系扭振,第二种则可以称为轴系的长期累积疲劳寿命损耗;对两种作用形式的激发条件和特点进行了分析;同时指出,第二种作用形式普遍存在并且对汽轮机轴系的危害甚至比三相对地故障更严重.探讨了间谐波引起次同步振荡的应对措施.
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2010(038)009
【总页数】6页(P31-36)
【关键词】间谐波;次同步振荡;工程实例;机理;作用形式;长期累积疲劳寿命损耗;应对措施
【作 者】金维刚;刘会金;李智敏
【作者单位】武汉大学电气工程学院,湖北,武汉,430072;武汉大学电气工程学院,湖北,武汉,430072;三门峡供电公司,河南,三门峡,472000
【正文语种】中 文 【中图分类】TM71
0 引言
电力系统是一个由发电机组（含发电机控制设备，如励磁机、原动机、调速器等）、变压器、输配电系统和用电设备等很多单元组成的统一大系统[1]。电力系统的次同步振荡则是指汽轮发电机组在运行（平衡）点受到扰动后处于特殊运行状态下出现的一种异常状态，在这种运行状态下，电气系统与汽轮发电机组之间在一个或多个低于系统同步频率的频率下进行能量交换。按照IEEE工作组对次同步振荡的定义，次同步振荡过程不包括汽轮发电机转子轴系的刚体振荡模态[2-3]。
各国学者对于电力系统次同步振荡问题进行了大量的研究，具体可归纳为以下几个方面，即次同步振荡产生的机理、次同步振荡的表现形式、次同步振荡的分析方法以及次同步振荡的预防和控制措施等。文献[3]综合了现有的国内外文献，从上述几个方面分析了电力系统的次同步振荡问题，但是，它并未提及有关间谐波引起电力系统次同步振荡的问题。文献[4]提出：“有关HVDC系统非特征谐波，以及异步联结的 HVDC系统的谐波能否引起次同步振荡的问题，工程界并没有实例，也可以作为一个学术方面的先期研究工作”。文献[5]则同样表示：“对于 HVDC系统非特征谐波能否引起次同步振荡的问题，实用的分析手段缺乏，工程界还没有发现这方面的实例，但可以作为一个学术方面的研究工作”。而事实上，国外的相关文献曾经报道过间谐波引起次同步振荡的工程实例；也有一些文献对间谐波引起次同步振荡的机理及表现形式、甚至是预防和控制措施都进行过研究和探讨。
考虑SVG的光伏电站次同步振荡问题
第 47
卷第 8
期：2720-2729
2021
年8
月31
日高电压技术
High Voltage EngineeringVol.47, No.8: 2720-2729
August 31, 2021
DOI: 10.13336/j. 1003-6520.hve.20200636
考虑SVG
的光伏电站次同步振荡问题
于永军、张艺
2,黄碧月
2,韩应生
2,孙海顺
2
(1.国网新疆电力公司电力科学研究院，乌鲁木齐
830011;
2.华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉
430074)
摘要：新能源发电并M
系统的振荡问题是电网关注的重要研宂课题，揭示振荡发生的机理并明确影响振荡的关
键因素是首要研究任务。为此，建立了含静止无功发生器(static var generator, SVG
)的光伏并网系统的小信号状态
空间模型，通过特征值分析研究了光伏并网系统的主导振荡模式及与其强相关的动态环节，分析了交流侧系统对
光伏并网系统振荡特性的影响；采用频率扫描法从电路谐振角度对光伏并网系统次同步振荡(subsynchronous os-
Cmati
〇n
，SSO>
现象进行丫解释，并通过时域仿真验证了特征模式分析结果的正确性。研究结果表明：含SVG
的光
伏并网系统存在一个主导SSO
模式，光伏电站并网变流器的控制参数对该模式的稳定性具有重要影响；此外，SVG
与光伏发电系统之间也存在相互控制作用，需要合理设计二者的控制参数，以提高系统整体的稳定性。研宄内容
可为光伏并网系统的运行和控制设计提供指导。
关键词：光伏并网系统；弱交流系统；次同步振荡；静止无功发生器：特征值分析：小信号稳定性
Research on Subsynchronous Oscillation of Photovoltaic Power Station Equipped with SVG
YU
Yongjun
1, ZHANG
Yi
2, HUANG
Biyue
直流附加阻尼控制抑制电力系统次同步振荡
２０１３年第７卷第２期 ２０１３，Ｖｏ１．７，ＮＯ．２ 南方电网技术 ＳｏＵＴＨＥＲＮ ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ 系统运行与分析 Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ＆Ａｎａｌｙｓｉｓ
文章编号：１６７４．０６２９（２０１３）０２。００２６．０５ 中图分类号：ＴＭ７１２；ＴＭ７４３ 文献标志码：Ａ
直流附加阻尼控制抑制电力系统次同步振荡
李伟 ，韩伟强 ，肖湘宁
（１．南方电网科学研究院，广０，１１ ５１００８０；２．华北电力大学，北京１０２２０６）
摘要：建立交直流电力系统从发电机转速到电气转矩的传递函数结构框图，分离出ＨＶＤＣ与发电机组产生扭振相互作 用的负阻尼通道，解析地求解了ＳＳＤＣ需要补偿的由ＨＶＤＣ换流器组及其电流闭环控制共同引起的滞后相位，并给出 了ＳＳＤＣ输入信号的次同步频率量的转换方法。针对国内某实际工程设计了宽通道的ＳＳＤＣ，并以时域仿真验证了所设 计的ＳＳＤＣ控制策略的正确性和有效性。 关键词：扭振相互作用；高压直流；电力系统次同步振荡；附加阻尼控制器
Ｔｈｅ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｄａｍｐｉｎｇ ＨＶＤＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ
ＳｕｂｓｙｎｃｈｒＯｎ０ｕｓ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ
ＬＩ Ｗｅｉ ，ＨＡＮ Ｗｅｉｑｉａｎｇ ，ＸＩＡＯ Ｘｉａｎｇｎｉｎｇ
（１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＳＧ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００８０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｐｅｅｄ—ｔｏｒｑｕｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｔｈ ｏｆ ａｎ ＡＣ／ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｉｎｇ ｏｕｔ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｄａｍｐｉｎｇ ｐａｔｈ ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ＨＶＤＣ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ＳＳＤＣ ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｉｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｔａｒｄｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｄｕｅ ｔｏ ＨＶＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ａ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ￣ｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ＳＳＤＣ ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａ１．Ａｎ ＳＳＤＣ ｗｉｔｈ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｐａｓｓ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＳＳＤＣ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ｐｒｏｖｅｄ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ＨＶＤＣ；ｓｕｂｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ（ｓｓｏ）；ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｓｕｂｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄａｍｐｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ （ＳＳＤＣ）