[发明专利]一种抑制电力系统低频振荡的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及主要涉及电力系统安全运行与控制技术领域，尤其涉及一种抑制电力系统低频振荡的方法、装置和系统。

背景技术

大电网互联是世界电网发展的基本趋势，而大电网的互联又可能带来低频功率振荡问题，其振荡频率一般在0.1-2.0Hz之间，当该振荡模式为弱阻尼甚至负阻尼时，就可能引发电网失稳，危及电网安全。

20世纪60年代，北美电力系统发生了功率低频振荡。20世纪80年代以来，我国电网随着大机组快速励磁系统的比例增加，以及电网大范围互联，也出现低频振荡现象，如1983年湖南电力系统、1984年广东-香港的互联系统联络线、1985年广东-广西-香港的互联系统、1994年南方电网的互联系统、1998年及2000年川渝电网的二滩电力送出系统、2003年南方-香港的交直流输电系统等等。如何抑制互联系统低频振荡是实现大电网互联需要考虑和解决的重点问题。

目前在工程中实际应用的抑制电力系统低频振荡措施有如下几种：

1.在发电机励磁系统中加装电力系统稳定器抑制电力系统低频振荡。这是目前在我国电力系统中普遍应用的一种措施。

2.应用直流功率调制功能抑制电力系统低频振荡。对直流联网系统或者交直流并联系统，可以通过在直流控制回路加入低频功率振荡阻尼环节，增加系统低频振荡模式下的阻尼。

3.应用FACTS设备，如可控串补、静止无功补偿器等装置进行阻尼控制以抑制电力系统低频振荡。如巴西南北电网互联系统装设了可控串补，通过可控串补阻抗控制可以抑制低频振荡。

但是，上述几种措施不同程度地存在一定的局限性。在发电机励磁系统中加装电力系统稳定器抑制电力系统低频振荡的局限性在于：一是电力系统中发电机数量众多，分布点广，给每台机组配置电力系统稳定器的工作量大；二是在实际运行中一些机组电力系统稳定器可能因管理或技术因素而不受监控地退出运行，影响阻尼效果；三是电力系统稳定器的参数设计需要相互配合协调并与系统不同接线方式相适应，才能起到有效抑制低频振荡的作用，如果系统接线、开机方式发生较大变化，原有的电力系统稳定器抑制低频振荡的作用就可能受到限制。

应用直流调制功能以及可控串补、静止无功补偿器等FACTS设备进行阻尼控制，其局限性首先在于系统中需要有相应的设备。同时可控串补、静止无功补偿等设备是基于阻抗调整或无功功率调整的设备，是间接解决有功功率振荡的措施，受系统结构影响较明显。

总之，适应大电网互联的新趋势，需要在系统低频振荡模式动态识别、控制器设计和抑制措施与装置上有所突破和创新。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种抑制电力系统低频振荡方法，能够适应系统的动态变化，计算复杂度低。

本发明提供一种抑制电力系统低频振荡方法，包括：

确定变频变压器VFT所在的互联电力系统断面的系统传递函数；

根据系统传递函数确定阻尼控制器参数；

基于阻尼控制器参数通过VFT抑制电力系统低频振荡。

根据本发明的抑制电力系统低频振荡方法的一个实施例，确定VFT所在的互联电力系统断面的系统传递函数包括：

利用VFT在VFT所在的互联电力系统断面施加功率扰动；

测量VFT所在的互联电力系统断面在该功率扰动下的功率响应；

根据功率响应采用Prony方法确定系统传递函数。

根据本发明的抑制电力系统低频振荡方法的一个实施例，在VFT所在的互联电力系统断面施加功率扰动包括：通过VFT在VFT所在的互联电力系统断面施加方波功率扰动。

根据本发明的抑制电力系统低频振荡方法的一个实施例，根据系统传递函数确定阻尼控制器参数包括：采用根轨迹极点配置和相位补偿方法根据系统传递函数确定阻尼控制器的参数。

根据本发明的抑制电力系统低频振荡方法的一个实施例，该方法在确定阻尼控制器参数之后还包括：通过VFT在VFT所在的互联电力系统断面施加功率扰动以优化阻尼控制器参数。

根据本发明的抑制电力系统低频振荡方法的一个实施例，阻尼控制器包括隔直环节和超前/滞后相位补偿环节。

本发明实施例提供的抑制电力系统低频振荡方法，通过确定系统传递函数进而确定阻尼控制器参数，通过跟踪分析系统对扰动的响应实现阻尼控制器参数的及时调整，能够适应系统的动态变化，不需要了解系统的具体结构和参数，不需要求解复杂的电力系统方程，计算复杂度低、系统可操作性强。

本发明提供一种抑制电力系统低频振荡装置，包括：阻尼控制器，还包括：