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1、关于电力系统振荡问题的 发言提纲,中国电力科学研究院,刘增煌,主要内容,一、电力系统振荡的基本概念 二、电力系统的同步振荡和异步振荡 三、发生异步振荡时的处理措施 四、发生异步振荡时的处理措施 五、防止和处理好系统振荡的有效措施,一、电力系统振荡的基本概念（1）,广义的电力系统振荡应该是指发生在电力系统中的各种形式的振荡。 电力系统机电振荡是指在电力系统中运行的同步电机之间发生的、电气过程和机械过程同时存在、相互关联、相互影响的振荡。,一、电力系统振荡的基本概念（2）,关于联络线（输电线）上的功率串动现象 原因：负荷扰动、原动机功率扰动、电网 扰动 现象：功率在平均值上下波动 理想状态下的功率
2、串动波形非振荡波形 实际状态下的功率串动波形振荡波形,一、电力系统振荡的基本概念（3）,单一扰动下的联络线功率振荡,一、电力系统振荡的基本概念（4）,单一扰动下的联络线功率振荡，阻尼加强，后续振荡幅值减小,一、电力系统振荡的基本概念（5）,负荷随机扰动引起的联络线功率振荡,一、电力系统振荡的基本概念（6）,关于联络线（输电线）上的功率振荡现象 现象：功率以串动过程中的平均值为中心 振荡，绝大部分是衰减的 原因：负荷、原动机功率、电网发生非连 续扰动、系统阻尼不是在理想状态,一、电力系统振荡的基本概念（7）,负荷周期性扰动能激发线路功率振荡 例：福建华东联络线（福双线） 条件：负荷中存在与联络线
3、振荡模式同频率的分量 现象：联络线功率出现连续的或间断的振荡 影响因素：扰动地点，共振系数(230/50=4.6)， 分散与集中(10与42.5等效),一、电力系统振荡的基本概念（8）,周期性负荷扰动引起的联络线功率振荡,一、电力系统振荡的基本概念（9）,原动机功率扰动能激发线路功率振荡： 例：水口扰动引起福建华东联络线功率振荡 条件：原动机功率中存在与联络线振荡模式同频 率的分量 现象：联络线功率出现连续的或间断的振荡 影响因素：共振系数（33/7.5=4.4） 例：年代鄂西北电网,一、电力系统振荡的基本概念（10）,控制系统不稳定引起功率振荡 控制系统出现不稳定，其振荡频率与系统的某一机电
4、振荡模式的频率合拍时，也能引起功率大幅度振荡 例：古晋电网 河南电网 川渝电网,一、电力系统振荡的基本概念（11）,负阻尼或阻尼机电振荡模式的存在能引 起大幅度功率振荡 例：年代的湖南省网、湖北省网、广 东香港互联电网，年代的南方 互联电网、川渝电网，年南 方互联电网，年华北电网等,一、电力系统振荡的基本概念（12）,图3-1 罗马线2月23日7：008：00功率曲线,一、电力系统振荡的基本概念（13）,负阻尼或阻尼机械振荡模式的存在能引起大幅度功率振荡 例：古晋电网,一、电力系统振荡的基本概念（14）,机组与系统间、机组群与机组群间、互联 系统的子系统间失去同步时能引起线路功 率大幅振荡,一
5、、电力系统振荡的基本概念（15）,其他目前尚不清楚的原因也能引起线路功率大幅度振荡 例：上世纪年代末，广东、广西、香 港互联系统；上世纪年代末，河 北南网；年，华东电网的安 徽系统；年，南方电网； 5年月日华中电网振荡 的原因还不能说已经完全肯定。,一、电力系统振荡的基本概念（16）,2005年5月13日 24：5524：59罗马线功率振荡曲线,一、电力系统振荡的基本概念（17）,2005年8月18日 22：03：3022：06：00罗马线功率振荡曲线,一、电力系统振荡的基本概念（1）,2005年09月01日 罗马线功率振荡曲线,二、同步振荡和异步振荡（）,同步振荡：系统中所有发电机仍保持同步
6、 情况下的振荡。 主要特征所有发电机组转子的平均速度 保持相等。机、电量在平均值 上下振荡 几种形式单机（厂）与系统间 局部系统中的机群间 互联系统中子系统间,二、同步振荡和异步振荡（）,异步振荡：系统中的发电机（厂）与系统间、 或机群与机群间、或子系统与子系 统间、或局部系统与主系统间失去 同步后在发电机（厂）与系统间、 或机群与机群间、或子系统与子系 统见间、或局部系统与主系统间出 现的振荡。,二、同步振荡和异步振荡（）,异步振荡的主要特征：失去同步的发电机组转子的平均速度不相等。一般情况下，以振荡中心为分界面，将系统分为两个地区。有过剩功率地区的发电机组将在振荡中加速，其平均转速高于全网
7、平均转速；有功率缺额地区的发电机将在振荡中减速，其平均转速低于全网平均转速。,二、同步振荡和异步振荡（4）,负阻尼同步振荡（增幅振荡）可以发展为等幅振荡（年湖北），也发展为异步振荡（4年湖北、年南方电网、年川渝电网）。 简单的、一个振荡中心的异步振荡如果不及时处理，可能发展成复杂的多个振荡中心的异步振荡而使事故扩大。 失去静稳定时会发生异步振荡 失去暂态稳定时会发生异步振荡,二、同步振荡和异步振荡（5）,二、同步振荡和异步振荡（6）,失去静稳定发生异步振荡,二、同步振荡和异步振荡（7）,失去暂态稳定发生异步振荡,二、同步振荡和异步振荡（8）,负阻尼同步振荡发展为异步振荡,二、同步振荡和异步振荡
8、（9）,同步振荡和异步振荡的判别 可以从机组的振动、发电机的有功、机端电压、线路（或联络线）有功、系统中枢点电压的变化特点、幅值大小和振荡频率等特点来综合判别系统发生的振荡是同步振荡还是异步振荡。,二、同步振荡和异步振荡（10）,同步振荡和异步振荡的比较,二、同步振荡和异步振荡（11）,二、同步振荡和异步振荡（12）,二、同步振荡和异步振荡（13）,二、同步振荡和异步振荡（14）,* 以平均值为中心振荡、振荡周期稳定清晰接近不变、指针式仪表无抖动、用视角可以估算振荡周期是发生同步振荡时各个机、电量振荡的共同特点。 * 指针式仪表满盘剧烈抖动，振荡周期不清晰是发生异步振荡时各个机、电量振荡的共同
9、特点。 陈苑文:增加应注意观察的量,三、异步振荡的措施,尽快解列与系统异步的发电机（厂） 尽快从振荡中心的断面上解开发生异步的子系统，并根据送、受端关系，尽快减少送端出力，增加受端出力，力求达到各子系统内的发供电平衡。 对于有可能扩大异步振荡范围的端面，应采用快速解列装置，在异步振荡的第一个振荡周期内完成解列。防止发展为多振荡中心的振荡。,四、同步振荡的措施,判别送、受端关系 同时要求送端机组减少出力、受端机组增加出力 适当增加送端发电机组的无功出力，处于进相运行的机组应在电压容许的条件下将无功尽可能提高 适当提高电压中枢点的电压 问题：如何判别是送端？还是受端？,五、防止系统振荡的有效措施（
10、）,提高系统阻尼措施之一是配置PSS并投入运行 效果：防止负阻尼振荡的发生 降低发生谐振时的共振系数 可行性：电力系统中广泛应用PSS，在理 论上、实践上都是可行的 提高各种自动控制装置的稳定性和可靠性 提高继电保护、自动装置动作的正确率和可靠性。要确保发生同步振荡时不要误动。,五、防止系统振荡的有效措施（2）,提高仿真计算水平，提高仿真结果的可信度 建议限期完成励磁系统和调速系统的建模和参数实测工作 运行中应有足够的静稳定裕度 足够的静稳定裕度可以降低同步振荡发展为异步振荡的风险,五、防止系统振荡的有效措施（3）,提高对系统运行状况的监控能力和水平 事故分析需要，安全予警需要 加强培训工作，提高运行人员的素质和业务水平,谢谢！,