[發明專利]一種交流系統次同步諧振分析方法

無效

• 申請號: 201110410166.7
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102420434A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 劉崇茹;李海峰;王偉;陳作偉;鄧應松;林雪華;魏佛送
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于電力系統運行和控制技術領域，尤其涉及一種交流系統次同步諧振分析方法。

背景技術

隨著西電東送戰略實施及全國互聯電網步伐的加快，遠距離大容量送電勢在必行。在我國發電行業中，火力發電占主導地位，發電機接入大系統的輸電線路中大多采用串聯電容補償的方式來提高線路輸送功率，增加暫態穩定性能。但是串聯電容補償會在串補度設置不當的情況下引發次同步諧振，損害甚至損毀汽輪發電機軸系，對系統穩定運行造成很大損失。從1970年，美國Mohave電廠發生了次同步諧振開始，對次同步諧振和次同步振蕩的研究越來越多。因此針對我國大規?；痣姍C組輸電線路紛紛采用串補技術的研究背景，對于串補引起的次同步諧振問題的研究十分迫切。

隨著多條高壓直流輸電工程的投入運行，我國將形成世界上最復雜的多饋入交直流混合系統。對于交直流混合系統而言，具有串補電容的交流輸電線路在決定整個系統的次同步振蕩電氣阻尼特性的時候仍占主導地位，因此本文提出的結合分析方法對于分析交直流混合系統次同步振蕩問題也具有一定的意義。

目前研究次同步諧振的方法有頻率掃描法和特征值法。頻率掃描法計算速度快，運行方便，常常作為研究次同步諧振問題的首選方法，但是該方法精確性不夠。特征值法具有嚴格的數學基礎，在工況點建立系統的線性化模型，對系統特征值進行求解。該方法計算量較大，對于每個串補度都要重新形成系統矩陣，并求解特征值，對于較為復雜的系統，在形成系統矩陣方面都存在困難。而本文提出的將頻率掃描法與特征值法相結合分析次同步諧振問題的新模式，綜合了頻率掃描法快速，特征值法精準的特點，克服了頻率掃描法精度不足的同時減少了特征值法的計算量。在使用特征值法的時候將機端有功與無功的輸出定為常值。

發明內容

針對上述背景技術中提到現有檢測次同步諧振的方法精度不高，計算量大等不足，本發明提出了一種交流系統次同步諧振分析方法。

本發明的技術方案是，一種交流系統次同步諧振分析方法，其特征是該方法包括以下步驟：

步驟1：計算發電機軸系多質塊模型的各個解耦模態自然頻率其中，i＝1，2…N，N為發電機多質塊模型的質塊總數；

步驟2：使用頻率掃描法對待研究輸電系統進行頻率掃描，得到異步發電機效應諧振頻率f_eA和暫態力矩放大作用諧振頻率f_eC；

步驟3：若f_eA滿足或f_eC滿足則該為次同步諧振的主振頻率，執行步驟4；否則不發生同步諧振，結束流程；

步驟4：在步驟3的基礎上由f_eA和f_eC求得線路串補度K_S并確定線路串補度的最小值K_Smin；

步驟5：建立全系統方程，用特征值法在區間[0，K_Smin]上求得各模態電氣阻尼隨串補度變化的曲線；當串補度為K_Smin時，模態電氣阻尼為負的自然振蕩頻率為次同步諧振的主振頻率；模態電氣阻尼在區間[0，K_Smin]上為正時對應的區間為安全串補區間。

所述自然頻率的計算公式為：

f0(i)=T(i)/2M(i)2π]]>

其中：

為第i個模態的自然頻率；

T⁽ⁱ⁾為第i個模態的彈性系數；

M⁽ⁱ⁾為第i個模態的質量常數。

所述T⁽ⁱ⁾和M⁽ⁱ⁾的計算公式為：