基于统一频率模型的多死区环节对频率振荡影响的分析

作     者：范成围 陈刚 史华勃 刘畅 滕予非 FAN Chengwei;CHEN Gang;SHI Huabo;LIU Chang;TENG Yufei

作者机构：国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610094 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2020年第44卷第18期

页      面：164-171页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目(水电高占比直流大外送系统多级调频协调策略研究及示范 5100-201926011A-0-0-00) 

主　　题：频率振荡 多死区环节 非线性组合系统 扩展描述函数 水电和火电机组 

摘      要：电力系统频率振荡是近年来最受关注的频率稳定问题之一。调速器死区对于频率振荡的影响不可忽略,但是目前的研究方法仅能分析单一死区环节,缺乏对于多死区系统的分析方法。为了解决上述问题,文中根据描述函数法的原理,定义应用于非线性组合系统的扩展描述函数,能够定量描述含有多个非线性环节系统的输入、输出关系。然后,基于多调速器的统一频率模型,将配置不同死区的水电和火电机组的原动机和调速器等效为单一的扩展描述函数。在复平面上结合扩展描述函数的负倒数随振幅变化的轨迹与发电机的奈奎斯特曲线,分析系统的稳定性。最后,根据2条曲线出现交点的条件,计算出使系统产生频率振荡的扰动临界振幅。所提方法能够定量反映多个死区环节的幅值对频率振荡的影响,实际电网仿真验证了利用死区配置抑制超低频振荡的有效性。