電網(wǎng)側(cè)擾動對水輪機低頻振蕩的影響及振蕩抑制方法研究.pdf

1、近年來,諸多水電站建成并與電力系統(tǒng)大電網(wǎng)互聯(lián),水電廠與電網(wǎng)之間出現(xiàn)低頻振蕩的案例日益增多。目前,大量的研究工作是基于水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩時引起電力系統(tǒng)低頻振蕩的方向進行的,其無法很好地解釋實際系統(tǒng)中出現(xiàn)的水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)遭受電網(wǎng)側(cè)擾動時引起的低頻振蕩現(xiàn)象。因此,針對由電網(wǎng)側(cè)擾動引起的水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的低頻振蕩的研究具有現(xiàn)實意義。
　　 通過研究水輪機及其調(diào)速系統(tǒng),分析了水輪機PI調(diào)速系統(tǒng)及導葉開度、接力器

2、、功率三種反饋下的水輪機PID調(diào)速系統(tǒng)模型的幅頻特性,發(fā)現(xiàn)當電網(wǎng)側(cè)功率擾動接近系統(tǒng)固有頻率時,將可能引發(fā)機械功率強迫共振。
　　 對水輪機PI調(diào)速系統(tǒng)及水輪機PID調(diào)速系統(tǒng)的機械阻尼力矩系數(shù)進行了推導與討論,分析了機械阻尼力矩系數(shù)對電力系統(tǒng)阻尼的影響。分析發(fā)現(xiàn),水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)可能向系統(tǒng)提供負阻尼轉(zhuǎn)矩,導致系統(tǒng)呈現(xiàn)弱阻尼狀態(tài)。當電網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)擾動時,可能導致水輪機及其調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生強迫共振形式的低頻振蕩。
　　 基于水輪機P

3、I調(diào)速系統(tǒng)模型及水輪機PID調(diào)速系統(tǒng)模型,對接力器時間常數(shù)、機組慣性時間常數(shù)、阻尼系數(shù)、水錘時間常數(shù)這四個水輪機調(diào)速系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)參數(shù)進行了討論,分析了各參數(shù)對低頻振蕩阻尼比和振蕩頻率的影響,研究了電網(wǎng)側(cè)擾動下的機械功率在不同參數(shù)下的特性。
　　 針對水輪機PI調(diào)速系統(tǒng)和水輪機PID調(diào)速系統(tǒng)設計了相應的GPSS。通過分析附加GPSS控制器后系統(tǒng)的阻尼比與振蕩頻率,發(fā)現(xiàn)GPSS增強了系統(tǒng)阻尼。仿真表明,GPSS能有效抑制電網(wǎng)側(cè)擾動