多機系統超低頻振蕩穩定分析與調速器參數優化

黃 偉, 段榮華, 江崇熙, 周靖皓, 甘德強

(1. 云南電力調度控制中心, 云南省昆明市 650011; 2. 浙江大學電氣工程學院, 浙江省杭州市 310027)

0 引言

2016年云南電網與南方電網主網異步聯網后,云南電網內部出現多次長時間、超低頻的頻率振蕩現象,即超低頻振蕩[1-5]。超低頻振蕩頻率小于0.1 Hz(云南電網為0.05 Hz),遠低于低頻振蕩的頻率范圍。早在20世紀70年代左右,加拿大電網就已發現該問題,鑒于其表現形式為全網機組頻率以一個公共的頻率共同振蕩,有文獻將其稱為公共模式,以對應低頻振蕩中的本地模式和區域模式[6-8]。在其他的國內、外電網實際運行中同樣出現了類似的頻率振蕩現象[9-12],與云南電網情況類似,這些電網水電滲透率均較高。

至今,對超低頻振蕩問題已有基于特征值分析和時域仿真技術的研究[2-5,11-12]。文獻[13-14]利用阻尼轉矩法解釋了超低頻振蕩的機理。文獻[15]提出了一種基于能量流原理的超低頻振蕩的緊急控制方法。文獻[16]提出了基于時域指標和阻尼約束的調速器參數優化方法。文獻[17]利用值集法對云南電網的超低頻振蕩進行了原理分析并提出了改進措施。

已有的研究對超低頻振蕩問題已經做了較為深入的研究。對超低頻振蕩發生原因的討論,本文首先基于奈奎斯特矢量裕度的概念,對多機系統超低頻振蕩的機理進行了分析,發現水電機組原動機傳遞函數中存在的右半平面(RHP)零點使其在振蕩頻率處相位滯后過大是造成超低頻振蕩的關鍵原因,解釋了超低頻振蕩為何總發生于水電占優系統。……