林耀东

同济大学 电子与信息工程学院 上海 201804

1 设计背景

低频振荡始终是电力系统稳定性中不可忽视的问题,无论是区域间低频振荡[1],还是局部低频振荡[2],都会给系统带来极大的危害。

电力系统低频振荡通常指频率在0.2～2.5 Hz范围内的振荡[3]。为研究电力系统的低频振荡问题,一般情况下需要对电力系统进行线性化分析。Heffron等[4]提出Philips-Heffron模型,被广泛应用于电力系统的线性化分析。在Philips-Heffron模型的基础上,Demello等[5]提出同步发电机阻尼转矩和同步转矩,从力学角度对电力系统的稳定性进行了分析。此外,Demello等[5]还研究了励磁系统对电力系统阻尼转矩和同步转矩的影响,证明高增益励磁系统可能会导致电力系统阻尼转矩变负,使电力系统不稳定。当然,不只是励磁系统,调速系统同样会对电力系统的阻尼转矩产生影响。王官宏、陶向宇等[6]在Philips-Heffron模型的基础上加入调速系统模型,分析调速系统对电力系统阻尼转矩的影响,证明当调速系统对转速偏差输入造成的角度偏差为-90°～90°时,调速系统提供正阻尼,角度偏差为90°～270°时,调速系统提供负阻尼。王官宏、黄兴[7]证明调速系统放大倍数在正阻尼区间内增大会增大电力系统的正阻尼,在负阻尼区间内增大会增大电力系统的负阻尼。提升电力系统的稳定性,在本质上是增大电力系统的阻尼转矩。Demello等[5]研究发现在电压调节器输入端叠加合适的反馈信号,能够增大电力系统的阻尼转矩。以这一概念为基础设计的电力系统稳定器,对低频振荡有很好的抑制效果。……