[发明专利]一种电力系统功率振荡事故仿真重现系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统功率振荡事故仿真重现系统。

背景技术

我国互联大电网的容量和规模日益增大，电力系统的安全稳定问题特别是动态稳定问题日益突出，功率振荡问题一直是困扰电网安全稳定运行的主要原因之一。因此，如何采取有效的预防措施以及事故后再现电力系统动态稳定问题就成为当今大电网运行、研究和管理部门的一个亟待解决的问题。目前，采用的离线计算软件（包括BPA、电力系统分析综合程序PSASP等）均采用线性化的励磁系统和调速系统模型，和实际装置有较大的差别，仿真结果不能反映控制系统的真实特性，仿真结果和实际功率振荡事故存在一定的偏差，对于弱阻尼引起的功率振荡可以进行仿真计算，但对于控制系统强迫振荡引起的功率振荡则无法进行仿真计算。由于电网对弱阻尼振荡模式的重视，近年来电网已经很少发生由于电网阻尼弱而导致的低频振荡，而机组对系统的局部振荡模式则成为近年来电网振荡的一个最主要振荡模式，振荡的形式从弱阻尼方式转化到强迫振荡方式。因此，对于电网的强迫功率振荡事故现有的离线仿真计算软件已不能满足事故后重现的要求。

近年来，电网发生了多起系统低频振荡事件，且振荡源均来至于电厂侧，主导振荡模式为机组对系统的局部振荡模式，例如2008年4.21红河电厂低频振荡、2010年12.2平班电厂低频振荡、2010年7.22思林电厂低频振荡、2008年11.25发耳电厂低频振荡、2012年2.28天生桥二级电站低频振荡等。以上机组低频振荡的直接原因包括励磁系统缺陷、PSS缺陷、锅炉与汽机配合不当、调门的执行机构异常、机组DEH以及CCS控制系统异常、电厂运行人员操作不当等多方面。这些振荡的特点是：振荡频率较低，类似于负阻尼或弱阻尼低频振荡；振荡发生时系统均处于正常运行状态，没有明显的故障或操作，系统主振荡模式的阻尼特性较好。

上述振荡的起因和机理还不十分明确，采用常规的电力系统负阻尼低频振荡理论不能很好地解释这些振荡现象。电力系统强迫振荡理论可以较好地解释这类非负阻尼功率振荡。该理论指出，当系统持续的周期性功率扰动的频率接近系统功率振荡的固有频率时，会引起大幅度的功率振荡，扰动所引起的响应不仅与电力系统本身的特性有关，也与扰动的变化规律有关。

线性化的发电机转子运动方程：

TJω0d2Δδdt2+Dω0dΔδdt+K1Δδ=F0sin(ωt)---(1)]]>

式中：F₀sin(ωt)为持续的周期性小扰动源，F₀为扰动源幅值，ω为扰动源频率。

令x=Δδ，代入式（1）可得