宋杨呈祥

摘 要：在高压直流输电系统中，由高度非线性的高压直流换流设备引起的次同步振荡（SSO），产生低于工频的有功振荡，引起汽轮发电机大轴疲劳、断裂和电气不稳定。随着电力系统中建立起越来越多的高压直流输电工程，分析和控制次同步振荡相关问题已经成为电力系统设计和运行中极为关注的问题。本文推导了SSO产生的机理，提出数字时域仿真结合Prony或TLS-ESPRIT算法是SSO较好的分析方法，论述了SSO的抑制措施。

关键词：次同步振荡 高压直流输电 阻尼特性

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（b）-0067-02

高压直流输电系统在远距离、大功率输电，地下、海底电缆输电，系统非同步联络等方面具有显著优势。但HVDC系统因其快速的功率控制，易造成汽轮发电机组弹性轴系和交直流系统相互作用，引发次同步振荡（SSO）。

传统交流輸电系统为提高输送能力和系统暂态性能，常采用串联电容补偿。当线路电感和补偿电容构成的LC电气谐振频率和发电机轴系自然扭振频率有互补或近似互补关系时，系统受到扰动容易在发电机和输电系统间产生低于同步频率的大规模功率交换，使发电机轴系受损，这就是次同步谐振。而HVDC系统发电机和输电系统间振荡互补而引起的发电机轴系扭振，是由于换流站的引入，不再是因为串联补偿电容，因而称作次同步振荡。1977年，在对Square Butte±250kV的HVDC系统调试时，第一次观察到SSO现象。随后，加拿大Nelson、美国CU、瑞典Fenno-Skan、中国葛-上等直流工程相继给出了可能发生SSO的报告。……