【摘 要】隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題越來(lái)越突出。本文對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩的各種原因進(jìn)行了探究，并提出了一系列有針對(duì)性的解決措施。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；低頻振蕩；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器

一、研究電力系統(tǒng)低頻振蕩的必要性

電網(wǎng)互聯(lián)會(huì)帶來(lái)諸如電網(wǎng)錯(cuò)峰、水火電互補(bǔ)、功率緊急支援等一系列的經(jīng)濟(jì)效益，極大地提高了發(fā)電和輸電的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，因而得到了十分迅速的發(fā)展，但它同時(shí)也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題，如大電網(wǎng)內(nèi)部及與其它電網(wǎng)互聯(lián)線路的潮流控制和穩(wěn)足性控制等問(wèn)題。隨著互聯(lián)電力系統(tǒng)規(guī)模日益增大，系統(tǒng)互聯(lián)引發(fā)的區(qū)域低頻振蕩問(wèn)題已成為威脅互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、制約電網(wǎng)傳輸能力的重要因素之一，有必要全面認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)低頻振蕩問(wèn)題。

二、電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響因素

（1）發(fā)電機(jī)的電磁慣性引起低頻振蕩。電力系統(tǒng)的勵(lì)磁控制，就是通過(guò)控制勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電壓EF，從而改變勵(lì)磁電流if來(lái)達(dá)到控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的目的。調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流if實(shí)際上是調(diào)節(jié)氣隙合成磁場(chǎng)，它可以使發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓為所需值，同時(shí)也影響了電磁轉(zhuǎn)矩。因此，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以控制機(jī)端電壓和電磁轉(zhuǎn)矩。使用勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)勵(lì)磁電壓變量△EF。由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組具有電感，△EF在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的勵(lì)磁電流變量將是一個(gè)比它滯后的勵(lì)磁電流強(qiáng)迫分量△ife。這種勵(lì)磁電流對(duì)勵(lì)磁電壓的滯后產(chǎn)生了一個(gè)滯后的控制，而滯后的控制在一定條件下將引起系統(tǒng)的振蕩。（2）過(guò)于靈敏的勵(lì)磁調(diào)節(jié)引起低頻振蕩。這些快速勵(lì)磁系統(tǒng)可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的變化作出快速反應(yīng)，從而對(duì)其進(jìn)行靈敏快速的調(diào)節(jié)控制。從控制方面來(lái)看，過(guò)于靈敏的調(diào)節(jié)，會(huì)對(duì)較小的擾動(dòng)作出過(guò)大的反應(yīng)。目前實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況也證明，在系統(tǒng)中使用快速勵(lì)磁系統(tǒng)之后，系統(tǒng)的低頻振蕩問(wèn)題已日益突出。（3）缺乏互聯(lián)系統(tǒng)機(jī)械模式的阻尼而引起低頻振蕩。F.P.DeMello于

1969年運(yùn)用阻尼轉(zhuǎn)矩的概念對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的原因進(jìn)行了分析和解釋。他認(rèn)為，電力系統(tǒng)中產(chǎn)生低頻振蕩的根本原因是由于系統(tǒng)中產(chǎn)生了負(fù)阻尼作用，抵消了系統(tǒng)固有的正阻尼，使系統(tǒng)的總阻尼很小或?yàn)樨?fù)值。系統(tǒng)的阻尼很小時(shí)，如果受到擾動(dòng)，系統(tǒng)中的功率振蕩長(zhǎng)久不能平息，就會(huì)造成減幅或等幅的低頻振蕩；而系統(tǒng)的阻尼為負(fù)值時(shí)，則將造成增幅的低頻振蕩。

三、解決電力系統(tǒng)低頻振蕩的措施

（1）電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制器PSS。PSS（Power System Stabiliz

-er）是目前世界上使用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)且技術(shù)較為成熟的抑制低頻振蕩的措施。基本原理是在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)AVR（Automa

-tion Voltage Regulation）的基礎(chǔ)上，附以轉(zhuǎn)速偏差Δω，功率偏差ΔPe，頻率偏差Δf中的一種或幾種信號(hào)作為附加控制，產(chǎn)生與Δω同軸的附加力矩，增加對(duì)低頻振蕩的阻尼，以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。在多機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用PSS需要解決的問(wèn)題主要有兩個(gè)：PSS安裝地點(diǎn)的選擇、PSS參數(shù)的協(xié)調(diào)整定，這也是今后有待進(jìn)一步研究的一個(gè)課題。（2）采用FACTS元件抑制低頻振蕩。FACTS元件在維持系統(tǒng)中某點(diǎn)電壓水平、提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和抑制系統(tǒng)功率振蕩等方面已經(jīng)取得廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的FACTS控制方式是以維持系統(tǒng)某節(jié)點(diǎn)的電壓等為目標(biāo)，但許多研究結(jié)果表明，較強(qiáng)的電壓控制將降低FACTS向系統(tǒng)提供阻尼的能力，因此FACTS的控制目標(biāo)不僅應(yīng)包括維持系統(tǒng)某點(diǎn)電壓給定值，還應(yīng)保證向系統(tǒng)提供正阻尼，只有這樣才能確保它們提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。在現(xiàn)代大型互聯(lián)電網(wǎng)中，如何對(duì)眾多的FACTS元件進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以使整體性能達(dá)到最優(yōu)，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題提出了采用非線性最優(yōu)變目標(biāo)策略來(lái)協(xié)調(diào)所有控制器。目前，這類問(wèn)題的研究還僅局限在簡(jiǎn)化的較小系統(tǒng)模型中進(jìn)行。（3）電力系統(tǒng)智能穩(wěn)定控制器。由于人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，促成了人工智能穩(wěn)定器的出現(xiàn)。ANN（A rtificial Neural Network）具有快速的并行處理能力。ANN具有非線性特性，再次能夠通過(guò)樣本訓(xùn)練，具有自適應(yīng)能力?；谀：夹g(shù)的PSS能夠較好地適應(yīng)電力系統(tǒng)的非線性特性，具有較強(qiáng)的魯棒性、較好的控制效果，但也存在一些明顯的不足。鑒于模糊PSS具有上述致命的弱點(diǎn)，科研人員考慮將模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從而將一種全新的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于PSS的設(shè)計(jì)之中。這一技術(shù)是借助于模糊技術(shù)無(wú)須依賴精確的系統(tǒng)模型的特點(diǎn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自學(xué)習(xí)、自推理等的特性，從而得到一種既不依賴于系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型又具有良好的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)特性的控制性能良好的PSS。

參 考 文 獻(xiàn)

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