由直流输电引起的次同步振荡的阻尼特性分析
贵广直流次同步振荡抑制原理
形变系数，特别对于火电机组的轴系 ，由于火电机 组 的轴系相 对较 长 、较 细 ，并且 它 由几 个主 要质 量 块组成 （ 汽轮机段转子、发动机转子、联轴节和励 磁机转子） ，通过有限刚度的轴连接起来 ，因此 ， 汽轮发电机受扰动时，会造成汽轮发电机转子不同 段 之 间的扭 动振 荡 。因此 在轴 系上 发生 垂直 于轴 系 平面的扭振可能导致火 电机组轴系的损坏口。由于 水 电机组的轴系相对较短、较粗，因此水 电机组一 般 不会 发生轴 系 的扭振 。 电网中除有 串补 电容火 电机组有可能产 生次 同步谐振 外 ，另 外一 种形 式是 由高压 直流 输 电系统 与火电机组之间引起 的次同步扭振 。在电网中有串 补 电容 时 由于 电气 阻尼 在 特 定 的频 率 范 围 内为 一 个 较 大 的负值 ，故容 易发 生次 同步谐 振 。如 果此 时 大型机组的固有机械振荡特性与电气特性互补 ， 此 时就会 发生 次 同步扭 振 ，这 很有可 能 导致轴 系 的损
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第３ ５卷 第 ５期 ２０ ０ ７年 ３月 １日
继 电 器
ＲＥ ＬＡＹ
Ｖｂ ．５ ＮＯ ５ １ ． ３ Ｍ ａ ．， ０ ７ ｒ ２０ １
贵广直流次 同步振荡抑制原理
宋述 波， 袁鹏
（ 中国南方电网超 高压输 电公 司广 州局 ，广 东 广州 ５ ０ ０ ） １４ ５
Ｓ ＯＮＧ ｈ － ｏ ＹＵＡＮ ｅ ｇ Ｓ ｕｂ ， Ｐｎ
（ ＨＶ Ｔ ａ ｓ ｓｉｎＣ ｍｐ ｎ ， ｕ ｇ ｈ ｕ５ ０ ０ ， ｈｎ Ｅ ｒ ｍｉ ｏ ｏ ａ ｙ Ｇ ａ ｚ ｏ １ ４ ５Ｃ ｉａ） ｎ ｓ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔ ｄ ｃ ｓ Ｓ Ｒ ｆ Ｇｕ ｚ ｏ ｅ ｅ ａｏ ｓ ｉ ｓ ｌｔ ｄ ｍｏ ｅ ｏ ｉｈ ｕＧ ｕ ｎ ｚ ｏ ｓｒ ｃ： ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｕ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｈ ｕ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｎ ｉ ａ ｅ ｄ ｆ Ｇｕ ｚ ｏ － ａ ｇ ｈ ｕ ＨＶＤＣ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｅ ｏ ｏ ｎ ｎ ｌｚ ｓ
次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别上课讲义
次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别一、次同步振荡（SSR，SubsynchronousResonance）：发电机经补偿度较高的串补线路接入系统或者直流输电、静止无功补偿装置控制装置参数设置不当时，较易出现网络的电气谐振频率与大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率接近的情况，造成发电机大轴扭振、破坏大轴，由于振荡频率低于同步频率，该现象称为次同步振荡。
二、同步振荡：当发电机输入或输出功率变化时，功角δ将随之变化，但由于机组转动部分的惯性，δ不能立即达到新的稳态值，需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后，才能稳定在新的δ下运行。
同步振荡主要现象：（1）机组和线路电流、功率指示周期性变化，但波动较小，发电机有功出力不过零；（2）发电机机端和500kV母线电压表指示波动较小；（3）系统及发电机频率变化不大，全系统频率未出现—局部升高、另一局部降低现象；（4）发电机轰鸣声较小，导叶开度无明显变化。
有关机械量、电气量出现摆动，以平均值为中心振荡，不过零；振荡周期稳定清晰接近不变，摆动频率低，一般在0.2-2.0Hz；指针式仪表摆动平缓无抖动，机组振动较小；用视角可以估算振荡周期；中枢点电压保持较高水平，一般不低于80％；同步振荡出现时各机组仍保持同步运行，频率基本相同。
处理方法：（1）已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压，但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。
（2）处于送端的机组适当降低有功出力，处于受端的机组增加有功出力。
（3）若正在进行线路或主变停运等操作时，应立即暂停操作。
（4）尽快查找并去除振荡源。
着重了解本厂是否存在强迫振荡源（如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等）。
若有，应立即消除调速器或励磁调节器的故障（故障励磁调节器可暂时倒备励）。
如一时无法消除，则解列发电机组。
（5）在采取以上措施后，应报告调度值班人员，听侯调度指令。
三、异步振荡：发电机因某种原因受到较大的扰动，其功角δ在0－360°之间周期性地变化，发电机与电网失去同步运行的状态。
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 。
次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别
次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别一、次同步振荡（SSR，SubsynchronousResonance）：发电机经补偿度较高的串补线路接入系统或者直流输电、静止无功补偿装置控制装置参数设置不当时，较易出现网络的电气谐振频率与大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率接近的情况，造成发电机大轴扭振、破坏大轴，由于振荡频率低于同步频率，该现象称为次同步振荡。
二、同步振荡：当发电机输入或输出功率变化时，功角δ将随之变化，但由于机组转动部分的惯性，δ不能立即达到新的稳态值，需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后，才能稳定在新的δ下运行。
同步振荡主要现象：（1）机组和线路电流、功率指示周期性变化，但波动较小，发电机有功出力不过零；（2）发电机机端和500kV母线电压表指示波动较小；（3）系统及发电机频率变化不大，全系统频率未出现—局部升高、另一局部降低现象；（4）发电机轰鸣声较小，导叶开度无明显变化。
有关机械量、电气量出现摆动，以平均值为中心振荡，不过零；振荡周期稳定清晰接近不变，摆动频率低，一般在0.2-2.0Hz；指针式仪表摆动平缓无抖动，机组振动较小；用视角可以估算振荡周期；中枢点电压保持较高水平，一般不低于80％；同步振荡出现时各机组仍保持同步运行，频率基本相同。
处理方法：（1）已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压，但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。
（2）处于送端的机组适当降低有功出力，处于受端的机组增加有功出力。
（3）若正在进行线路或主变停运等操作时，应立即暂停操作。
（4）尽快查找并去除振荡源。
着重了解本厂是否存在强迫振荡源（如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等）。
若有，应立即消除调速器或励磁调节器的故障（故障励磁调节器可暂时倒备励）。
如一时无法消除，则解列发电机组。
（5）在采取以上措施后，应报告调度值班人员，听侯调度指令。
三、异步振荡：发电机因某种原因受到较大的扰动，其功角δ在0－360°之间周期性地变化，发电机与电网失去同步运行的状态。
风力发电并网系统次同步振荡研究
风力发电并网系统次同步振荡研究于笑;陈武晖【摘要】大规模风力发电并网引发的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题已严重威胁到电网的安全稳定运行.由于电力电子设备的广泛采用,风电参与的新型次同步振荡的产生机制和作用形态均与传统次同步振荡不同,其中双馈风电场经串补并网和直驱风电场并入弱电网2种场景下出现的次同步振荡问题引起了国内外广泛的关注.首先总结了目前常用的分析方法及其适用性,然后基于典型的工程案例,梳理了近年来风电次同步振荡建模、分析、控制和保护方面取得的理论成果和工程进展,为今后风电次同步振荡的研究提供参考.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】9页(P304-312)【关键词】并网风电;次同步振荡(SSO);双馈风机;直驱风机【作者】于笑;陈武晖【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏省镇江市 212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏省镇江市 212013【正文语种】中文0 引言次同步振荡(subsynchronous oscillation，SSO)指电力系统机械或电气元件之间以低于系统工频(50/60 Hz)的频率进行能量交换的现象，会引发系统稳定性及电能质量问题，危及电力系统安全运行[1-3]。
该问题在工程上首次发现于火电机组-串补系统，20世纪70年代，美国Mohave火电厂发生2次因扭振互作用(torsional interaction，TI)造成的机组大轴疲劳损坏事件[2]，引起了学者对次同步振荡问题的广泛关注。
此后发现的暂态扭矩放大作用以及由电力系统稳定器、高压直流输电控制器或静止无功补偿器等快速控制设备引发的火电机组扭振问题均被纳入次同步振荡的概念之中[4]。
经过国内外多年的研究，火电机组参与的次同步振荡的建模手段、分析方法、控制及保护策略已相对成熟，能够满足工程需求。
然而近年来，电力系统出现了变革性的发展，在电源侧表现为以风力发电为代表的新能源发电装机容量迅速上升[5-6]。
电力系统次同步振荡及其抑制方法
电力系统次同步振荡及其抑制方法
电力系统次同步振荡是一种频率接近电网同步频率的振荡，可能会对电力系统造成损害。
其主要原因是由于输电线路的传输延迟和惯性导致的功率传输不对称性。
针对该问题，目前较为常用的抑制方法有以下几种：
1. 安装可控补偿装置：通过补偿装置改善系统传输特性，减小传输延迟，降低频率扰动。
2. 加装动态阻尼器：显著提高电力系统的阻尼比，降低了系统的振荡级别。
3. 控制系统参数辨识：通过对系统参数进行精确的辨识以及优化线路配置，降低系统的振荡频率，提高系统的稳定性。
4. 强化稳态控制：通过实时监测系统状态，提高系统对突发负荷变化的响应能力，以及对传输系统的控制能力。
综上，通过以上几种措施的综合应用，可以有效抑制电力系统次同步振荡，确保电力系统的安全稳定运行。
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。
直驱风电并网系统小信号建模与次同步振荡特性
直驱风电并网系统小信号建模与次同步振荡特性
苏勋文;查鹏飞;赵麟;王浠再
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》
【年(卷),期】2024(34)2
【摘要】为研究直驱风电经串补线路并网系统的次同步振荡(SSO)问题,以直驱风电-串补系统为研究对象,利用Matlab/Simulink搭建系统小信号模型,计算模型初值,基于特征值分析法研究了不同参数对系统SSO阻尼特性的影响。
结果表明,直驱风电-串补系统存在一个频率为40.44 Hz,阻尼比为-0.039的SSO模式。
当系统滤波电感和直流电容增大时,系统的SSO阻尼增大,当系统串补度、GSC直流电压控制参数增大时和系统的SSO阻尼减小。
【总页数】7页(P282-288)
【作者】苏勋文;查鹏飞;赵麟;王浠再
【作者单位】黑龙江科技大学电气与控制工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM712
【相关文献】
1.基于第一标准型含直驱风电场并网引发系统次同步振荡特性的分析
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4.多直驱风机经柔直并网系统相近次同步振荡模式参与因子的弱鲁棒性分析
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