一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)運行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法。該方法為：1）對于一個含有一條串補交流線路的多機(jī)交流系統(tǒng)，將所有發(fā)電機(jī)等效為電壓源與電感的串聯(lián)支路；2）對于1）中等效好的多機(jī)交流系統(tǒng)，在串補交流線路上引發(fā)瞬時三相短路接地故障，待多機(jī)交流系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)，計算各發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值；3）若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值大于或等于TCIF，則該臺發(fā)電機(jī)存在次同步諧振威脅；若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值小于TCIF，則該臺發(fā)電機(jī)不存在次同步諧振威脅。本發(fā)明方法計算量小，所需用于計算的信息量少，可以有效準(zhǔn)確地判斷存在次同步諧振SSR威脅的發(fā)電機(jī)。
【專利說明】一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法。
【背景技術(shù)】
[0002]串聯(lián)電容補償技術(shù)在交流輸電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，這是因為它是一種快速有效、成本較低且較為安全的增加系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)穩(wěn)定性的方法。在我國西北，內(nèi)蒙，東北等電網(wǎng)中，發(fā)電機(jī)組經(jīng)過串補交流線路連入主網(wǎng)架的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)十分常見。然而，串補電容(C)與線路電感(L)之間形成的LC諧振回路會放大次同步頻率下的擾動信號，當(dāng)該擾動信號傳遞到發(fā)電機(jī)端時會激發(fā)軸系各質(zhì)量塊之間的相對扭振，嚴(yán)重時甚至致使發(fā)電機(jī)軸系斷裂，這種現(xiàn)象就是次同步諧振(SubSynchronous Resonance, SSR)現(xiàn)象。
[0003]1970年在美國Mohave電廠首次發(fā)生了由發(fā)電機(jī)端串補交流線路引發(fā)的次同步諧振SSR現(xiàn)象。之后隨著人們對次同步諧振SSR的深入研究，提出了一種快速的篩選方法，即頻率掃描法。在使用頻率掃描法中，需要保留待研究發(fā)電機(jī)詳細(xì)軸系模型，等效其他發(fā)電機(jī)為電壓源形式，之后一臺一臺發(fā)電機(jī)進(jìn)行頻率掃描并判斷是否電氣諧振頻率與其軸系固有頻率互補，從而得出該發(fā)電機(jī)是否具備次同步諧振SSR潛在威脅。那么在這種篩選方法中就必須:1)得知發(fā)電機(jī)詳細(xì)軸系參數(shù)和發(fā)電機(jī)本身參數(shù)；2)當(dāng)更換待研究發(fā)電機(jī)時，需要重復(fù)等效工作。由于以上兩個條件，則會造成以下兩個后果:1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段，并不知道發(fā)電機(jī)及其軸系模塊的詳細(xì)參數(shù)，更多的情況則是只知道發(fā)電機(jī)大概容量和電壓等級，那么應(yīng)用頻率掃描法進(jìn)行篩選就會遇到困難；2)在多臺發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，重復(fù)等效工作的工作量十分繁重。如N臺發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，在研究其中一臺時需要等效剩下N-1臺發(fā)電機(jī)，當(dāng)研究下一臺發(fā)電機(jī)時，需要再次等效其余N-1臺發(fā)電機(jī)(包括等效第一次被研究的發(fā)電機(jī))，如此類推，做完全部系統(tǒng)判斷需要等效工作的次數(shù)是N* (N-1)次。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法，其特征在于，該方法的具體步驟為:
[0005]步驟1:對于一個含有一條串補交流線路的多機(jī)交流系統(tǒng)，將所有發(fā)電機(jī)等效為電壓源與電感的串聯(lián)支路；
[0006]步驟2:對于步驟I中等效好的多機(jī)交流系統(tǒng)，在串補交流線路上引發(fā)瞬時三相短路接地故障，待多機(jī)交流系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)，計算各發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值；
[0007]步驟3:若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值大于或等于串補作用系數(shù)CIF的閾值TaF，則該臺發(fā)電機(jī)存在次同步諧振威脅；若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值小于串補作用系數(shù)CIF的閾值TaF，則該臺發(fā)電機(jī)不存在次同步諧振威脅。
[0008]所述步驟I中的等效方式如下:
[0009]對于一個含有一條串補交流線路的多機(jī)交流系統(tǒng)，其中第q臺發(fā)電機(jī)的額定容量為S,，額定電壓為U,，q=l，2，…，將第q臺發(fā)電機(jī)等效為電壓源與電感的串聯(lián)支路，額定電壓等效為電壓源的輸出電壓Uq，與其串聯(lián)的電感的電抗值Xq的計算方法為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法，其特征在于，該方法的具體步驟為: 步驟1:對于一個含有一條串補交流線路的多機(jī)交流系統(tǒng)，將所有發(fā)電機(jī)等效為電壓源與電感的串聯(lián)支路； 步驟2:對于步驟I中等效好的多機(jī)交流系統(tǒng)，在串補交流線路上引發(fā)瞬時三相短路接地故障，待多機(jī)交流系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)，計算各發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值； 步驟3:若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值大于或等于串補作用系數(shù)CIF的閾值TaF，則該臺發(fā)電機(jī)存在次同步諧振威脅；若該臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值小于串補作用系數(shù)CIF的閾值TaF，則該臺發(fā)電機(jī)不存在次同步諧振威脅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法，其特征在于，所述步驟I中的等效方式如下: 對于一個含有一條串補交流線路的多機(jī)交流系統(tǒng)，其中第q臺發(fā)電機(jī)的額定容量為S,，額定電壓為Uq，q=l，2，…，將第q臺發(fā)電機(jī)等效為電壓源與電感的串聯(lián)支路，額定電壓等效為電壓源的輸出電壓Uq，與其串聯(lián)的電感的電抗值Xq的計算方法為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法，其特征在于，所述步驟2中串補作用系數(shù)CIF值的計算公式為: 1)若第q臺發(fā)電機(jī)所在交流母線上，有一條串補交流線路和N條非串補交流線路，則第q臺發(fā)電機(jī)的串補作用系數(shù)CIF值的計算公式為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于串補作用系數(shù)的次同步諧振風(fēng)險篩選方法，其特征在于，所述串補作用系數(shù)CIF的閾值Tot取0.2。
【文檔編號】H02J3/00GK103904651SQ201410149209
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】劉崇茹, 李海峰, 林周宏, 田鵬飛, 洪國巍, 李庚銀 申請人:華北電力大學(xué)