电力系统低频振荡课件.ppt

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1、电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡Power System low frequency oscillation,潘学萍2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1、绪论2、低频振荡机理3、电力系统低频振荡分析方法4、振荡监控系统,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,负阻尼Growing oscillations,正阻尼Oscillations damp out,1,2,4,3,1,2,3,1.1 引言,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1.2 大停电事故,2006年欧洲电网的大停电事故；2003年美国的“8.1

2、4”大停电；2003年伦敦电网的停电事故；1996年美国西部的大停电事故；,世界范围内的大停电事故的发生：,低频振荡事故：,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,Northwest,California,COI lines,August 10, 1996 WECC blackout,Negative damping Growing 0.24 Hz oscillations,Inter-area mode,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,TVA Cumberland event,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1.3 功角稳定性,小扰动功角稳定性与大扰动

3、功角稳定性,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1、绪论2、低频振荡机理3、电力系统低频振荡分析方法4、振荡监控系统,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,阻尼转矩不足,2.1 低频振荡的机理,F. P. deMello, C. Concordia. Concepts of synchronous machine stability as affected by excitation control. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS-88 316-329. Apr. 1969.,电力系统低频振荡,

4、潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,自参数（互参数）谐振系统的一个自然模式作为周期性扰动作用于另一个自然模式的现象。,Tamura Y, Yorino N. Possibility of Auto- & Hetero-Parametric Resonance in Power Systems and Their Relationship with Long-term Dynamics. IEEE Trans on Power Systems, 1987, 2 (4): 890896Yorino N, Sasaki H, Tamura Y, et al.

5、 A Generalized Analysis Method of Auto-Parametric Resonance in Power Systems. IEEE Trans on Power Systems, 1989, 4 (3): 10571064,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,强迫功率振荡认为当系统中存在持续的周期功率扰动且扰动频率接近于系统的固有频率时，会引起大幅度的功率波动，导致低频振荡的发生。,模态谐振认为系统参数的微小变化会导致振荡特性接近的多个模式中的一个变得不稳定，导致低频振荡。,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,分岔现象 非线性Hopf分

6、岔或鞍点分岔引起。,超低频振荡 认为系统中出现的超低频振荡跟发电机调速器有关。,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1、绪论2、低频振荡机理3、电力系统低频振荡分析方法4、振荡监控系统,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,3.1 基于模型的解析方法,特征根方法,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,图3-1 特征值的类型与系统的动态模式,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,正规形方法,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学

7、萍，2011年9月30日,模态级数法,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,3.2 模型解析法的局限性,不能计及相继故障以及离散控制的影响； 不能计及时滞环节等本质非线性因素的影响； 无法计及时变因素的影响。,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,3.3 基于受扰轨迹的模式提取方法,平稳信号的模式提取方法：Prony方法 非平稳信号的模式提取方法：小波方法、HHT方法,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,受扰轨迹的时变非线性振荡模式：,时变振荡频率：时变振荡阻尼：,电

8、力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,EEAC分群理论,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,3.4 关键振荡断面,针对某一个确定的系统，容易发生区域振荡的关键断面（主导振荡断面）的确定一直以来得到广泛的关注。对于长条形的弱互联系统或哑铃状系统，一般认为易发生振荡的断面处于联络线上。,研究发现，当联络两侧网络中的机组总惯量接近时，该处的振荡阻尼或频率达到较小值，因此实际系统的主导振荡断面很有可能发生在两侧区域机组总惯量基本相当的联络线断面上。,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,表4-1 各子网机组总惯量,电力系统低

9、频振荡,潘学萍，2011年9月30日,扰动,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,(a)东北华北,(b)华北华中,(c)川渝华中,(c)山东华北,扰动1,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,扰动2,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,1、绪论2、低频振荡机理3、电力系统低频振荡分析方法4、振荡监控系统,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,4.1 振荡监控系统,目的早期发现弱阻尼/负阻尼振荡实施控制PMU给OMS带来可能PMUs 数量增加实时监控的要求局部模式/区域模式监控,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,4.2 流程图,电力系统低频

10、振荡,潘学萍，2011年9月30日,Event Analysis,1.2 Hz at +1.5% damping. Local Mode.,Ambient Noise Analysis,1.2 Hz at +1.8% damping. Local Mode.,Nov. 29th 2007 TVA event,4.3 实例分析,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,WECC Aug. 4, 2000Alberta system separated at 19:56 GMT0.27 Hz oscillation is poorly damped,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,TVA Website example,潘学萍，2011年9月30日,TVA Website example,电力系统低频振荡,潘学萍，2011年9月30日,谢谢!,