探究大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响

作者:未知

  摘 要 本文主要以大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响为论点,先分析了电力系统动态稳定性降低的原因,然后主要通过电力系统振荡模式判断、大区电网互联会产生机电震荡、大区电网互联对振荡的阻尼影响等,对大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响进行了详细分析,最后总结了两点改善对策,主要包括PSS 的配置、基于可控串补的方式提升的互联系统的动态稳定性等,将大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响进行有效控制,促进电力系统顺利运行,并与用户对电量的需求相符合。
  关键词 大区电网互联;电力系统;动态稳定性;影响
  现阶段,电力系统规模越来越大,电网规模已经实现了大区电网互联的互联电力系统模式的顺利转化和过渡。通过大区电网互联模式,可以为提高电网运行效率创造有利条件,但是低频震荡问题也由此产生,动态稳定性问题越来越显著。要想避免大区电网互联,过渡影响到电力系统动态稳定性,要将动态稳定性较低的原因找出来,制定出切实可行的优化措施,将干扰因素排除掉,从而给予电力系统的动态稳定性强有力的保障。
  1 电力系统动态稳定性降低的原因分析
  在电力系统中,低频振荡现象经常出现,针对这一现象的原因,与发电机自动调节之间的关系是紧密联系的,在机组调节过程中,会产生一种磁力矩,这可以分解成阻尼力矩分量、时同步力矩分量等类型。其中,阻尼力矩与发动机转速之间的关系是紧密联系、密不可分的,方向类型主要分为反和正,正阻尼力矩分量,属于与发动机转速同步的阻尼力矩[1]。在电力系统运行过程中,如果电压调节负阻尼分量,要比正阻尼分量要高时,极容易导致低频震荡的出现。根据电力系统的变化情况可以了解到,系统动态稳定性没有充分体现出来,低频振荡和电压调节器中的负向阻尼有着紧密的关系。
  2 大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响分析
  2.1 电力系统振荡模式判断
  现阶段,在大区电网互联系统中,地区性振荡模式、区间振荡模式等,是电力系统产生的振荡方式构成。其中,对于地区性振荡方式来说,0.5-2.0Hz是其频率。而对于区间振荡模式来说,主要是指在一个区域内部的发电机组群,与其他一个区域内部的发电机群之间的振荡,0.1-1.0之间是其频率范围。
  在电力系统中,判断不同类型的振荡方式,与震荡稳定性的因素阻尼比之间的关系是紧密联系的。在一个振荡模式中,如果计算其阻尼比高于0时,可以看出,在电力系统中,该种振荡模式的稳定性比较显著,而且没有过多地影响到电力系统的正常运行。反之,如果阻尼比在0以下[2],可以看出,振荡的不稳定性比较显著。在电力系统中,振荡模式阻尼比与0之间的距离比较近时,该种阻尼形式属于极弱阻尼,在电力系统中的不稳定性因素比较多。
  2.2 大区电网互联会产生机电震荡
  在大区电网互联过程中,假设电力系统是J,其构成主要包括m台发电机,与电力系统K互联在一起,电力系统K的构成主要包括n台发电机,组合以后的系统发电机总数为 m+n,原始单位的系统中,其机电振荡种类主要包括m-1和n-1等。换言之,在大区电网互联环节中,诸多机电振荡会由此产生,对于这种振荡形式来说,与传统单一的电力系统具有显著的差异性,系统稳定性的影响比较显著。
  2.3 大区电网互联对振荡的阻尼影响
  通过分析大区电网互联振荡阻尼的影响,可以看出,在东北和华北联网的影响下,阻尼比小于 0.02 的特征根,在联网之前,阻尼比在0.02以下的振荡模式为8个,其中负阻尼振荡模式有3个。在联网以后,其阻尼振荡模式在0.02以下,大约将近10个。其中,负阻尼振荡模式有4个。基于此,可以看出,大区电网互联,严重影响着振荡阻尼。
  3 大区电网互联对于电力系統动态稳定性影响的优化措施
  3.1 PSS的配置
  要想将电力系统运行的稳定性提升上来,必须要对地区振荡模式和区域振荡模式进行深入分析,以此来将系统运行的稳定性提升上来。与地区振荡模式和区域振荡模式相关联的就是PSS,这是重要的稳定性技术,在大区电网互联环节中,加强PSS的应用,可以有效维护系统振荡[3]。对于PSS来说,属于电力系统稳定器,借助该种设备,对于低频振荡具有极大的抑制作用,在电力系统中,如果直接运用,可以导致一种正阻尼转矩产生,在克服过程中,电压调节器中,可以促使负阻尼转矩的产生,将系统的稳定性提升上来。在实际运用过程中,要将PSS的优势充分发挥出来,制定完善的解决措施,以此来将系统中两种机电振荡模式的稳定性提升上来。
  3.2 基于可控串补的方式提升的互联系统的动态稳定性
  在电力系统的输电线路中,要加强可控串补的增设,系统中的最大输送功率要控制在1300MW以上。而且在系统中,要对54%的固定串补进行选取和应用,而且也包括12%的可控串补。同时在线路两端中,还要分别进行6%的串补,基于此,可以避免0.18Hz低频振荡的出现。
  4 结束语
  大区电网互联,对电力系统动态稳定性的影响比较显著,在实质上,电力系统在运行过程中,低频振荡现象经常出现。大区电网互联,所产生的负阻尼,对电力系统的稳定运行产生了极大的影响,所以,在电力系统动态稳定性影响的分析过程中,要制定出行之有效的改进措施,其中,要加强PSS 的配置的引用,并对可控串补方式进行增设。
  参考文献
  [1] 张晶,刘晓巍,张松涛,等.全球能源互联网标准体系优先领域研究[J].供用电,2018,35(08):61-66,72.
  [2] 鄢发齐,赖宏毅,徐玮,等.多时间尺度的扰动控制标准及备用协调[J].电网技术,2017,41(03):901-906.
  [3] 刘念,李岩松,张建华,等.微电网互联运行的分时优化与实时控制方法[J].电工技术学报,2016,31(21):1-11.
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