電力系統低頻振蕩控制技術研究

李 涵

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

電力系統低頻振蕩控制技術研究

李 涵

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

針對當前電力系統中所呈現出的低頻振蕩問題，為了實現電網的安全可靠運行，本文針對電力系統低頻振蕩控制技術展開了研究，并為如何實現該技術的完善運用提出了對策。

電力系統；低頻振蕩；控制技術；機理；策略

前言：基于信息化時代背景下，電力企業在快速發展的過程中，逐漸落實了電網智能化建設，在此背景下，快速勵磁系統的運用使得電力系統隨之產生了低頻振蕩問題，進而給電網的安全可靠運行埋下了故障隱患。尤其是隨之電網建設規模的不斷擴大，電網的運行面臨著極大的考驗，低頻振蕩現象的頻發給電力企業帶來了嚴重的損失與影響。因此，為了確保實現電力系統的穩定且高效運行，提升電網的運行質量與供電能力，就需要針對該問題的存在，實現低頻振蕩控制技術的完善落實。

1　電力系統中引發低頻振蕩問題的主要原因

1.1負阻尼轉矩的產生。隨著社會用電需求的提升，電網建設規模的逐漸增大，使得容量機組采用率隨之提升，相應快速勵磁系統的使用率也隨之加大。在此背景下，基于系統放大系數較大，進而致使負阻尼轉矩產生，并使得正阻尼轉矩被削弱，此時在電力系統中，相應系統阻尼總量大幅度降低，加上外界一系列影響因素的作用，促使低頻振蕩現象發生。

1.2干擾信號的影響。基于諧振與共振下，干擾信號會對電力系統的運行產生一定的影響，在此過程中，電網參數在這一干擾信號的作用下發生振蕩現象，進而致使整個系統產生低頻振蕩問題。同時，經過研究表明，干擾信號頻率與系統本身所具備的頻率間越接近，則引起低頻振蕩現象的可能性就越大，二者間呈現出了反相關性。

1.3非線性系統特點所帶來的影響。基于電力系統下，其隸屬于非線性系統，而正是基于該系統的特點下，使得其在被干擾的狀態下，在系統的臨界點處，則會產生非線性現象，而此時系統特性無法實現連續轉化，同時，狀態與參數值也在這一影響下產生變化，并集中于虛軸的左半平面上，隨之而來的便是亞臨界分歧現象，此種情況下，一旦系統受到一點干擾，則就會對系統的運行狀態與性能的發展產生極大的影響，進而給系統的安全可靠運行埋下了隱患。

1.4系統混沌現象的產生。基于系統初始條件的影響下，系統呈現出了自身的反應特性，即不論初始點間的距離如何，當存在外界影響因素時，初始點在逐漸運行的過程中，相應運行軌道會發生變換，而參數間相互影響，此時低頻振動現象的產生則無規律可循，進而促使系統混沌現象隨之出現，影響到了電力系統的運行質量。

1.5對勵磁系統控制不到位。基于當前智能化電網建設下，系統中融入了勵磁系統，在該系統的作用下，發電機的勵磁電壓隨之發生改變，進而能夠為實現對勵磁電流的有效控制奠定基礎，此種情況下，能夠為實現對發電機運行狀態的有效調控奠定基礎。在實際踐行這一控制工作的過程中，要求相應電壓滿足電壓值要求，進而才能夠實現對合成磁場的有效控制。但是，在電感的作用下，與勵磁電壓相比而言，勵磁電流的相位呈現出了一定的滯后性，此種情況下，就為低頻振動現象的產生提供了土壤。

2　電力系統低頻振蕩控制技術的運用對策

2.1進一步加大對一次系統建設投入力度

基于當前電網建設現狀下，呈現出了運輸線路長且線路負荷壓力大等特點，加上智能化電網建設中融入了計算機網絡系統，進而使得電網低頻振蕩現象隨之頻發，而要想實現對這一問題的有效控制，在實際踐行的過程中，則可從電網架構著手。針對當前電網建設的特點下，針對現行輸送電方式進行優化，加大對電網一次建設的投入力度，以解決長距離輸電過程中所呈現出的低頻振蕩問題。具體而言，可借助直流輸電方式的融入，規避功率振蕩問題的發生；在長距離輸電線路中，還可借助靈活輸電元件來實現對系統性能的控制，進而實現對低頻振蕩問題的有效解決。

2.2設置PSS穩定器

借助這一穩定器的運用，能夠針對電力系統因干擾因素存在而產生低頻振蕩問題，借助正阻尼值的融入來實現阻尼值得補充，進而為控制搖擺頻率范圍并實現有效轉換奠定基礎。在此過程中，基于系統的互聯性下，促使發電機組實現轉換搖擺，阻尼的增加使得系統間的具備了良好的相互性，并為提升電力系統的輸電能力奠定了基礎。但是，當低頻振蕩的頻率在0.3Hz時，借助這一穩定器進行控制所呈現出的控制效果不佳，且這一振蕩頻率越低，相應控制器的控制效果就越差。基于此，可對重負荷輸電線路進行縮減，借助串聯補償的方式，實現電容的補償，進而縮短輸電線路，或是借助SVC的運用來強化電力系統的性能。

2.3SVC與其他控制技術方法的運用

在SVC的具體運用上，則是將靜止無功補償器設置于長距離輸電線路上，主要形式是電抗器與投切電容器，進而能夠為系統提供無功電源，以實現對系統的快速調解；同時，還能夠提供阻尼力矩，進而促使動態無功功率能夠在發生低頻振蕩現象時實現快速調解，并在出現電網運行事故時，實現對電壓的有效支撐，進而解決系統低頻振蕩問題。此外，還能夠將HVDC以及FACTS等控制技術法方法運用于控制低頻振蕩問題中，以在優化系統結構的同時提供阻尼值，為確保系統實現安全可靠且高效運行奠定技術基礎。

3　總結

綜上，在電力系統中，針對低頻振蕩現象的產生，為了實現對低頻振蕩問題的有效控制，本文在明確低頻振蕩問題產生原因的基礎上，提出可通過加大對一次系統建設力度、設置PSS穩定器、使用SVC以及其它控制技術法方法，實現對低頻振蕩問題的有效控制，為實現電網的穩定高效運行提供技術保障。

[1]徐偉,鮑顏紅,徐泰山,劉韶峰,鄭偉,曹璐,李建華.電力系統低頻振蕩實時控制[J].電力自動化設備,2012,05:98-101.

[2]戴少石,董澤.電力系統的低頻振蕩控制方法探究[J].山東工業技術,2016,08:180.

[3]徐慶中,丁玎,詹昕.電力系統低頻振蕩的協調控制[J].廣東電力,2013,09:72-76.

Research on control technology of low frequency oscillation in power system

Li Han
（Jiangsu electric power company maintenance branch，211102）

Aiming at the problem of low frequency oscillation appeared in the current power system,in order to achieve safe and reliable operation of power system,the low frequency oscillation of power system control technology is studied,and the countermeasures were put forward to realize the perfection of the technology.

power system;low frequency oscillation;control technology;mechanism;strategy