【好文推薦】陳武暉等：次同步扭振互作用機制解析

yahoohaha88 2016-04-29

展開全文

次同步扭振互作用機制解析/陳武暉，程欣，汪旎，孫欣

《電網(wǎng)技術(shù)》2016年第4期：1174-1179

研究背景

我國一次能源與用電負荷呈逆向分布，大容量遠距離輸電是實現(xiàn)全國范圍能源優(yōu)化配置的重要途徑。為了提高遠距離輸電能力，交流串補輸電技術(shù)及高壓直流輸電技術(shù)被廣泛應用，這導致我國電網(wǎng)的次同步振蕩（次同步諧振也統(tǒng)稱為次同步振蕩）問題日益突出，危及發(fā)電機組與電力系統(tǒng)安全。如伊敏、綏中、上都、寶日希勒、盤南、錦界、托克托、神木、府谷以及陽城等眾多大型火電廠，均存在較嚴重的次同步振蕩威脅。其中，伊敏電廠2臺600MW機組，在2008年頻繁發(fā)生次同步振蕩，最終造成機組大軸損毀；綏中電廠在2008年10月聯(lián)調(diào)時，也發(fā)生了次同步振蕩事故。次同步振蕩抑制已經(jīng)成為確保我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行亟待解決的問題。

次同步諧振可以分為感應發(fā)電機效應、次同步扭振互作用及暫態(tài)扭矩放大。其中，次同步扭振互作用涉及軸系機械和電氣系統(tǒng)的振蕩相互作用，危害較大。一般認為次同步扭振互作用原因是汽輪發(fā)電機組軸系機械系統(tǒng)與串聯(lián)補償輸電線路進行能量交換，導致機組機械和電氣系統(tǒng)的次同步模態(tài)弱阻尼、無阻尼或負阻尼的增幅振蕩，從而導致嚴重的汽輪發(fā)電機軸系扭振。但是，在次同步扭振互作用過程中的次同步頻率阻性電流和感性電流所起的作用是什么，為什么諧振頻率與軸系頻率互補容易發(fā)生次同步扭振互作用，以及次同步扭振互作用是否會發(fā)生非周期失穩(wěn)等機理需要進一步研究。這些研究有利于次同步扭振互作用抑制措施的研究。

主要創(chuàng)新點

次同步頻率的等值電阻電抗比過大是導致汽輪機組軸系扭振的主要原因。汽輪發(fā)電機組軸系與串補系統(tǒng)在軸系次同步頻率下交換能量過程中，阻性有功分量產(chǎn)生負阻尼轉(zhuǎn)矩，感性無功分量產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。因此，串聯(lián)電容補償線路引起次同步扭振互作用是一種特殊情況：串聯(lián)電容補償線路諧振的次同步頻率與機組軸系次同步頻率互補時，導致該頻率下感抗與容抗接近相等，電抗相互抵消，次同步頻率等值電抗最小，次同步等值電阻電抗比過大，進而產(chǎn)生較大的負阻尼軸系扭振模態(tài)。

解決的問題和意義

本文揭示次同步頻率的等值電阻與電抗比過大是導致發(fā)電機軸系扭振模態(tài)弱阻尼或負阻尼的根本原因。串聯(lián)補償輸電線路引起次同步扭振互作用是一種特殊情況，在不存在串聯(lián)電容的情況下，次同步頻率的等值電阻與電抗比過大也可能產(chǎn)生次同步扭振。這為進一步研究次同步扭振互作用的建模方法和抑制措施奠定了基礎(chǔ)。

后續(xù)研究

應用次同步諧振局部傳播機制識別建模邊界。

重要圖表

參文格式

陳武暉，程欣，汪旎，等．次同步扭振互作用機制解析[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2016，40(4)：1174-1179．

Chen Wuhui，Cheng Xin，Wang Ni，et al．Insight into mechanism of subsynchronous torsional interaction[J]．Power System Technology，2016，40(4)：1174-1179(in Chinese)．

團隊照片

團隊介紹

本項目研究團隊依托單位江蘇大學電氣信息工程學院，擁有電力電子傳動及農(nóng)業(yè)電氣化與自動化2個二級學科博士點、控制工程一級學科博士點、電氣工程一級學科碩士點，農(nóng)業(yè)電氣化與自動化國家重點學科，具有良好的科研工作環(huán)境。本研究小組擁有PSCAD/EMTDC 4.6，EMTP-RV 3.3，PSS/E 33.4，DigSilent 15.2，DSATools 14.0 等電力系統(tǒng)專業(yè)仿真軟件。

目前研究團隊成員有6人，教授1人，副教授4人，講師1人。主要研究方向為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制，電力系統(tǒng)調(diào)度運行，電力市場。