电力系统中的次同步谐振(SSR)的产生往往与外部电气网络的阻尼特性密切相关。电气阻尼,特别是机组轴系所处网络的阻尼能力,是评估SSR潜在风险的重要指标。当固定串补线路在特定频率范围内带来负阻尼时,如果这个负阻尼的强度超过发电机组的机械正阻尼,就可能导致轴系在扰动下引发次同步谐振。
在电力系统中,发电机通常通过电力变压器与电网相连。当电网中存在与发电机轴系自然扭振频率相近的电气扰动时,可能会引发次同步谐振。这种谐振会导致发电机轴系承受额外的扭振应力,这种应力可能远超过其设计承受范围,从而可能引发轴系的疲劳破坏。
电力系统中的次同步谐振(SubSynchrousResonance, SSR)是一个涉及高压远程输电时的复杂物理现象。当输电线路采用串联电容补偿以提高稳定性时,电容C与线路电感L共同决定了一个固有谐振频率,这个频率通常低于50Hz,记为F = 1/(2π*√(LC)。
对次同步谐振问题,主要关心的是由扭转应力而造成的轴系损坏。轴系损坏可以由长时间的低幅值扭振积累所致,也可由短时间的高幅值扭振所致。
这可能是由长时间的低幅值扭振累积或短暂的高幅值扭振所造成。与直流输电导致的汽轮发电机轴系扭振不同,串联电容补偿引发的扭振不涉及谐振回路,因此被称为次同步振荡(SSO),而非次同步谐振。这种区分使得次同步振荡的定义更加广泛,它反映了两种情况下的不同机制。
由于网损较小,同步电网有助于节约能源,实现可持续发展。其强大的网间交换能力,可以充分利用联网效益,如错峰、调峰、水电互补、跨流域补偿、电力调配等。特高压同步电网具有接收远程大容量电力的强大能力,特别适合作为大受端电网,支撑整体电力系统的稳定运行。
“三华”同步电网的建立,不仅提升了我国电力系统的整体效能,而且在保障电力供应安全、促进经济协调发展、推动绿色能源发展等方面发挥了关键作用。其高效稳定的运行,为我国的工业化进程和人民生活提供了强大的电力支撑。
同样,华中电网还通过三峡—广东直流工程与南方电网实现了异步联网,以满足南方地区的电力需求。西北电网则通过灵宝直流背靠背工程和德阳—宝鸡直流工程,与华中电网建立起异步连接,确保了西北地区的电力供应稳定。
通过特高压交流网架将我国华北、华东和华中区域电网联结起来形成的特高压同步电网,称为“三华”同步电网。“三华”同步电网连接北方煤电基地、西南水电基地和华北、华中、华东负荷中心地区,覆盖地理面积约320万平方千米。2015年,全国将形成东北、“三华”、西北、南方四个主要的同步电网。
《电力系统安全稳定导则》中,把母线单相接地故障(不重合)的扰动明确地列入了允许损失部分负荷,但必须保持电力系统稳定的条款中。 所以,电力系统在任何情况下都应保证同步发电机并列运行的暂态稳定性。
负序电流产生的磁场的旋转方向与转子旋转方向相反,其与转子绕组电流形成的磁场相互作用产生的转矩主要是以两倍同步频率交变的、平均值近似为零的制动转矩,且转子机械惯性较大,其对电力系统的机电暂态过程影响很小。
性质不同:静态稳定是并联在电网上的同步发电机,在电网或原动机发生微小扰动时,运行状态将发生变化。动态稳定通常是电力系统受扰动后不发生发散振荡或持续的振荡,是电力系统功角稳定的另一种形式。暂态稳定即电力系统暂态稳定。
次同步振荡的出现,往往源于电力系统内部运行状态的微妙失衡,可能由电力网络的负荷分配、电压波动或者设备参数调整等因素引发。研究其理论和方法,旨在揭示其发生机制,以期通过有效的控制策略来预防和减少其对电力系统的影响。
序 电力系统次同步振荡的研究,是对现代电力系统稳定性挑战的重要环节。本篇内容将深入探讨这一领域的关键理论和实用方法。前言 现代电力系统以其复杂性与动态特性,稳定性问题愈发突出。次同步振荡作为其中一种常见现象,是电力系统安全运行的潜在威胁。
首先,书中详细阐述了电力系统次同步振荡和轴系扭振的基本理论,为读者提供了理解这些现象的基石。接着,作者介绍了多种分析方法,包括时域仿真分析、特征结构分析、复转矩系数分析,以及利用分岔理论和非线性系统理论(如鲁里叶理论和李雅普诺夫稳定性理论)对电力系统次同步振荡稳定性进行的深入剖析。
该书主要探讨了电力系统中次同步振荡的理论基础及其实用应对策略,对于电力工程技术人员在提升电力系统稳定性和安全性方面具有重要价值。作为科技类图书中的重要一员,它深入剖析了电力系统运行中可能遇到的次同步振荡现象,通过理论分析和实例解析,帮助读者全面掌握这一领域的核心知识。
1、这样做使得在建立转子回路电磁关系的微分方程时,其系数矩阵成为常数矩阵,而不是随着时间和空间量变化的系数矩阵,这样大大化简了分析发电机、电动机的电磁关系的微分方程。
2、坐标变换的最主要目的是为了分析方面。不仅适用于三相对称的。不对称的也适用,不过就没什么价值了。没啥意义。如上图所示:由于磁动势是逆时针旋转的。所以β要超前α 90度。
3、通过巧妙的转换矩阵,我们确保功率的等效性,同时让电机的控制更为直观。两个变换之间的联系就像是数学的魔方,通过它们,我们可以揭示不同坐标系下物理量之间的和谐互动。不论是克拉克还是帕克,它们都是电机控制中不可或缺的工具,帮助我们简化问题,实现精确控制。
4、作用 派克变换是一种数学工具,可以将同步电动机的三相电流或电压从静止的坐标系转换到随转子旋转的坐标系上,从而实现定子电感矩阵的对角化。这种变换大大简化了同步电动机的运行分析,使得复杂的电气系统变得易于理解和计算。意义 派克变换的提出和应用,推动了电机控制技术的发展。
同步发电机机是属于交流电机。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的,所以称为同步发电机。正由于这样,同步发电机的电流在相位上是超前于电压的,即同步发电机是一个容性电源。
同步发电机调节励磁会改变无功,是因为励磁控制可以改变发电机的内电势,即改变发电机输出的电压,从而改变输出的无功功率。功率因数是由负载决定的,但是负载的性质也会受到励磁控制的影响。在感性负载的情况下,励磁控制可以改变发电机的输出电压,从而改变负载的电流和电压相位差,进而改变功率因数。
短路比小,说明同步电抗大,相应短路时短路电流小,但是运行中负载变化时发电机的电压变化较大且并联运行时发电机的稳定度较差,即发电机的过载能力小、电压变化率大,影响电力系统的静态稳定和充电容量。 短路比大,则发电机过载能力大,负载电流引起的端电压变化较小,可提高发电机在系统运行中的静态稳定性。
同步发电机输出的电流中包含有无功电流及有功电流,励磁电流是供发电机转子激磁的,与无功电流无关。电网中的无功电流是与有功电流一起供感性负载激磁必须的。
同步发电机励磁电流的改变会引起机端电压或无功功率的变化。对单独运行的发电机来说,引起机端电压变化的主要因素是无功电流的变化,要保持端电压不变,必须相应调整发电机的励磁电流。因此,调节励磁电流,可维持端电压不变,并且能调节无功功率。
调压(无功功率)系统 发电机无功功率的调节主要取决于发电机的调压系统。调节调压系统的电压给定值就可调节发电机承担电网中无功功率的大小。这也是维持电网电压恒定的主要措施。调压是通过调节发电机励磁绕组的励磁电流来实现的。