基于源流电气剖分理论的机网阻尼分析及协调调控研究

系统中存在弱阻尼机组是电力系统发生低频振荡问题的主要原因之一。准确定位系统中的弱阻尼机组并全面了解其周围的网络工况，将有助于制定合理有效的阻尼调控措施。提出基于电力网络源流电气剖分理论的新型阻尼分析模型,利用该模型能同时分析机侧和网侧工况及参数等对系统阻尼的影响；通过区域电网之间源流关系变化与系统阻尼变迁之间的联系，研究分析区域振荡的基本特点和规律,深入了解区域振荡发展、演化的基本过程，开拓区域振荡研究的新方向；基于源流电气剖分理论，重新认识电力系统中阻尼的基本概念及其本质问题,通过分析研究电力系统中功率传输、能量交换与传递对系统阻尼迁移变化造成的影响，从新的角度认识电力系统中的阻尼概念及特性；在对系统阻尼状况以及阻尼迁移变化等阻尼分布规律的基础上，提出从机网侧协调调控电力系统阻尼的新思想,构建机网侧联合阻尼调控专家系统以及在线预警系统，以协助现场工程师更好地解决电力系统中的低频振荡问题。

电力系统低频振荡的主要原因是系统中存在弱阻尼的机组。机组阻尼特性决定于机组内部结构与参数，以及机组所面对的外部网络运行工况。本项目利用电力网络源流路径电气剖分理论，对研究机组输送电能的路径进行电气剖分，得到反映该机组局部源流路径工况的电气剖分子网络。基于该子网络，建立了基于电力网络电气源流路径剖分理论的新型阻尼分析模型，即不计机组转子阻尼绕组时的K1~K6系数模型和计及阻尼绕组时的C1~C14系数模型,并推导出了考虑研究机组局部源流路径工况的等效阻尼计算公式，为低频振荡研究提供了新的理论基础。应用该模型进行阻尼以及低频振荡等问题的分析，通过对源流路径的异动来分析外部工况对机组阻尼的影响，这为运行人员采取有力措施来平息或抑制低频振荡提供了理论根据。在低频振荡抑制策略方面，提出了机网侧阻尼协调控制的具体措施，仿真结果表明，所提出的协调调控策略可以在较小的寻优代价下，使得机组阻尼达到令人满意的效果。针对送端云南电网交直流混联的特性，研究了多直流输电通道联合调制对低频振荡的阻尼作用。