（电力系统及其自动化专业论文）pss抑制电力系统次同步振荡研究.pdf

r e s e a r c ho nd e p i 也ss 烈g s u bs y n c h r o n o u so s c i l l a t i o no f p o w e rs y s t e mb yp o w e rs y s t e m s t a b i l i z e r 4d i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s o u t h e a s t u n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i c d e g r e eo f d o c t o ro fe n g i n e e r i n g b y j i a n g p i n g s u p e r v i s e db y p r o f t a n gg u o q i n g 一一 s c h o o lo fe l e c t r i c a le n g i n e e r i n g s o u t h e a s tu n i v e r s i t y n o v e m b e r2 0 0 9 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：日期：丝! 呈型 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括以电子信息形式刊登) 论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文 的公布( 包括以电子信息形式刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名： 导师签名：7 立亟兰： 日期： ip f ； 摘要 论文题目：p s s 抑制电力系统次同步振荡研究 研究生姓名：整垩 导师姓名：盛旦庞 学校：东南大学 摘要 随着我国特高压电网的建设，电网规模越来越大，系统发生低频振荡和次同步振荡 的可能性也在增加。而电力系统稳定器( p o w e rs y s t e ms t a b i l i z e r ，p s s ) 作为现代励磁 控制系统的一部分，已经成为了抑制低频振荡一种经济有效且使用最广泛的方法。但传 统p s s 不能抑制次同步振荡，甚至在某些条件下会激发次同步振荡。另外高压直流输电 ( h i 曲v o l t a g ed i r e c tc u r r e n t ，h v d c ) 、灵活交流输电( f l e x i b l ea ct r a n s m i s s i o n s y s t e m ，f a c t s ) 及其它非线性装置在系统中的不断应用，也给次同步振荡带来了新的问 题。在新的情况下设计新型的p s s ，使其能在新的环境下用于抑制次同步振荡，以及利 用p s s 与f a c t s 装置联合运行抑制电力系统低频振荡与次同步振荡具有重要的理论和 现实意义。本文以电力系统次同步振荡以及电力系统稳定器为主线，展开了次同步振荡 的研究方法、传统p s s 对次同步振荡的影响、改进p s s 的参数优化配置方法以及p s s 与f a c t s 装置联合运行等多个方面的研究，主要工作如下： 1 ) 次同步振荡分析方法研究。分析了现有的次同步振荡研究方法，评述了现有方法 的优缺点，并在此基础上将基于时域仿真的复转矩系数法作为本文研究次同步振荡的分 析方法之一。详尽地介绍了复转矩系数法的原理和实现方法，给出了其具体判据和适用 范围；针对现有方法的不足，提出了一种基于总体最d , - 乘基于旋转不变技术的信号 参数估计算法( t o t a ll e a s ts q u a r e e s t i m a t i o no fs i g n a lp a r a m e t e r sv i ar o t a t i o n a li n v a r i a n c e t e c h n i q u e s ，t l s e s p r j t ) 的次同步振荡研究方法，该方法能够克服传统分析方法难以 建立非线性器件数学模型的问题，在难以获得弹簧质量块模型阻尼系数的情况下依然 可以判断次同步振荡稳定性，并且适用于多机系统分析。 2 ) 传统p s s 对次同步振荡的影响研究。分析了速度反馈型p s s 和功率反馈型p s s 对 普通交流系统、含s v c 系统以及含t c s c 系统的阻尼特性影响，得出了速度反馈型p s s 对次同步振荡影响较大而功率反馈型p s s 对次同步振荡几乎没有影响的结论；重点分析 了由p s s 激发的次同步振荡现象，从p s s 输入信号、相位补偿特性、相对增益三个角 度研究了传统p s s 影响次同步振荡的机理，分析了p s s 引发次同步振荡的原因，所得 结论对传统p s s 的参数设计有一定的指导意义。 3 ) 改进p s s ( 即为并联结构p s s ) 抑制次同步振荡的参数优化方法研究。提出了综合 优化p s s 相位补偿特性的思想，选取低频段和次同步谐振频率点附近具有代表性的频率 摘要 点，计算其理想相位补偿角，并以此为目标应用遗传算法对改进p s s 的参数进行优化， 以取得整体上更好的相位补偿效果；使用带通滤波器改善p s s 抑制次同步振荡的作用， 针对多个次同步振荡频率进行相位补偿。利用次同步振荡频率基本不会发生偏移的特 点，结合基于时域仿真的复转矩系数法，给出了将改进p s s 的参数分为两个部分分别进 行设计的方法：先设计相位补偿环节参数，再利用复转矩系数法获得的阻尼信息调整其 放大倍数；提出了一种基于t l s e s p r i t 算法的改进p s s 参数配置方法，该方法可在无 法获得弹簧质量块模型阻尼系数情况下，对含非线性器件的的多机系统进行改进p s s 参数设计。基于i e e e 第二标准模型验证了这种方法的有效性。 4 ) 改进p s s 与s v c 联合运行抑制次同步振荡的研究。基于p h i l l i p s h e f f r o n 模型，从 理论上推导了s v c 能对系统提供正阻尼作用，设计了附加次同步阻尼控制器( s s d c ) 的参数，仿真结果表明，s s d c 能有效提高主谐振点附近阻尼，但可能会激发其它扭振 频率的次同步振荡：针对s v c 抑制次同步振荡的不足，提出采用改进p s s 与s v c 联合 抑制次同步振荡的设想。仿真结果表明，两者联合运行可充分弥补各自的不足，更有效 地抑制次同步振荡。 5 ) 改进p s s 与t c s c 联合运行抑制次同步振荡的研究。研究了t c s c 对次同步振荡 的影响，发现了t c s c 的“借阻尼 现象。讨论了借阻尼现象对次同步振荡的正反两方 面影响，并利用仿真实验验证了t c s c 抑制和引起次同步振荡的可能性；根据t c s c 容 性和感性工况下的工作特性，分别设计相应的改进p s s 参数并与t c s c 联合运行。仿真 结果表明，联合运行能有效抑制次同步振荡，大大增加t c s c 的安全运行范围。 关键词：次同步振荡，电力系统稳定器，可控串联补偿，静止无功补偿，基于时域仿真 的复转矩系数法，t l s e s p r i t 算法，参数优化，遗传算法，阻尼特性，联合运行 a b s t r a c t t i t l e ：r e s e a r c ho nd e p r e s s i n gs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o no f p o w e rs y s t e mb yp o w e rs y s t e ms t a b i l i z e r n a m e ：丛m 鱼i 壁g s u p e r v i s o r ：t a n gg u o - q i n g u n i v e r s i t y ：s o u t h e a s tu n i v e r s i t y a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t r u c t i o no fu l t r a - h i g hv o l t a g ep o w e rt r a n s m i s s i o na n dt h es c a l eo fp o w e rs y s t e m i n c r e a s i n gi nc h i n a , t h ep o s s i b i l i t yo fl o wf r e q u e n c yo s c i l l a t i o n s ( l f o ) a n ds u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n s ( s s o ) a r ea l s oi n c r e a s i n g p o w e rs y s t e ms t a b i l i z e r ( p s s ) ，a sap a r to fm o d e me x c i t a t i o nc o n t r o ls y s t e m s ， h a sb e c o m eac o s t - e f f e c t i v ea n dt h em o s tw i d e l yu s e dd e v i c et os u p p r e s sl o wf r e q u e n c yo s c i l l a t i o n s h o w e v e r , t r a d i t i o n a lp s sc a n n o td e p r e s st h es u b s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n s ，a n di tm a ys t i m u l a t e s u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n su n d e rc e r t a i nc o n d i t i o n s i na d d i t i o n ，t h ew i d e s p r e a du s eo fh v d c f a c t s a n do t h e rn o n - l i n e a rd e v i c e si i lt h es y s t e ma l s ob r i n gn e w p r o b l e m st os u b s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n s s oi ti s o ft h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c et od e s i g nan e wt y p eo fp s sw h i c hc a nb eu s e dt os u p p r e s s s u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n si nt h en e we n v i r o n m e n t f u r t h e r m o r e ，t h ec o l l a b o r a t i o nb e t w e e nt h i sn e wp s s a n df a c t sd e v i c e si sa l s oi m p o r t a n tf o rt h i sp u r p o s e t h i sp a p e rf o c u s e so ns u b s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n s a n di t sm i t i g a t i o nb yp o w e rs y s t e ms t a b i l i z e r , a n dd o e ss o m er e s e a r c ho nm a n ya s p e c t ss u c ha sr e s e a r c h m e t h o d so fs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n , t h ei m p a c to ft r a d i t i o n a lp s so ns u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n ，n e w m e t h o d st oo p t i m i z et h ep a r a m e t e r so ft h ei m p r o v e dp s sa n dt h ec o o p e r a t i o no fp s sa n df a c t sd e v i c e s ， t h em a i nw o r k sa r eo r g a n i z e da sf o l l o w s ： 1 ) r e s e a r c ho na n a l y t i c a lm e t h o d so fs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n b a s e do nr e v i e w i n gt h ea d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e so fe x i s t i n gm e t h o d sf o rs s o ，t h ec o m p l e xt o r q u ec o e f f i c i e n tm e t h o db a s e do n t i m e d o m a i ns i m u l a t i o ni sc o n f i r m e d 丛am a i nm e t h o dt os t u d ys s 0i nt h i sp a p e r t h ep r i n c i p l eo ft h e c o m p l e xt o r q u ec o e f f i c i e n tm e t h o da n dt h ew a yt oc a r r yo u ta r ed e s c r i b e di nd e t a i l ，a n dt h ea p p l i c a b l e s c o p eo f t h i sm e t h o di sg i v e n h iv i e wo f v a r i o u ss h o r t c o m i n g sf o u n di ne x i s t i n gm e t h o d s ，am e t h o db a s e d o nt h et l s e s p r i ta l g o r i t h mf o rs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o ni sp r o p o s e d t h i sm e t h o dc a r lo v e r c o m et h e d i 伍c u l t yo fe s t a b l i s h i n gt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo fn o n 1 i n e a rd e v i c ei nc o n v e n t i o n a la n a l y s i sm e t h o d s a n da l s ob ea b l et oj u d g et h es t a b i l i t yo fs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n sw i t h o u tt h ed a m p i n gc o e f f i c i e n to f s p r i n g m a s sm o d e l ，w h a t sm o r e ，i ti ss u i t a b l ef o rm u l t i - m a c h i n ep o w e rs y s t e ma n a l y s i s 2 ) r e s e a r c ho nt h ei n f l u e n c eo ft r a d i t i o n a lp s so nt h es u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n t h ei n f l u e n c e so f t h es p e e d b a s e dt y p ep s sa n dt h ep o w e r - b a s e dt y p ep s si nd i f f e r e n ts y s t e m s ，s u c ha s o r d i n a r y c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，s y s t e mw i t hs v ca n ds y s t e mw i t ht c s c ，a r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e i n f l u e n c eo ft h es p e e d b a s e dt y p ep s si sc o n s i d e r a b l e ，b u tt h ei n f l u e n c eo ft h ep o w e r - b a s e dt y p ep s si s n e g l i g i b l e ；f o c u s i n go nt h es u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n sp h e n o m e n o nc a u s e db yp s s ，t h r e et e r m s i n c l u d i n gt h ei n p u ts i g n a l ，p h a s ec o m p e n s a t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，a n dt h er e l a t i v eg a i no fp s sa r es t u d i e dt o a n a l y z et h em e c h a n i s mo ft h ee f f e c to ft r a d i t i o n a lp s s o ns s o n l ec o n c l u s i o n sp r o v i d et h er e f e r e n c e sf o r t h ed e s i g no fp s sp a r a m e t e r s 3 ) r e s e a r c ho nn e wm e t h o d st oo p t i m i z et h ep a r a m e t e r so ft h ei m p r o v e dp s s ( p a r a u e l - s t r u c t u r e p s s ) 1 1 1 ei d e ao fo p t i m i z a t i o no fp s sp h a s ec o m p e n s a t i o nc h a r a c t e r i s t i ci ss u g g e s t e d b yc a l c u l a t i n gt h e i d e a lp h a s ec o m p e n s a t i o na n g l eo ft h ef r e q u e n c i e sw h i c ha r er e p r e s e n t a t i v ei nt h el o wf r e q u e n c yr a n g eo r n e a rt h ep o i n t so fs s r f r e q u e n c i e s ，t h ep a r a m e t e r so fi m p r o v e dp s sa r eo p t i m i z e db ym e a n so fg e n e t i c i i i 藿 a b s t r a c t a l g o r i t h m s ；u s i n gb a n d - p a s sf i l t e rt oi m p r o v et h ee f f e c to fp s s o ni n h i b i t i n gs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n , t h ep a r a m e t e r so ft h ei m p r o v e dp s sa r ed e s i g n e df o rs u b - s y n c h r o n o u sr e s p e c t i v e l y b yc o n s i d e r i n gt h e f e a t u r e so fs u b - s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o nf r e q u e n c y , a n db a s e do nt h ec o m p l e xt o r q u ee o e f f i c i e n tm e t h o d ，t h e d e s i g no ft h ei m p r o v e dp s si sd i v i d e di n t ot w op a r t s ：d e s i g nt h ep h a s ec o m p e n s a t i o np a r a m e t e r sf i r s t l y , t h e na d j u s tt h em a g n i f i c a t i o np a r a m e t e r sb yu s i n gc o m p l e xt o r q u ec o e f f i c i e n tw h i c hc a l lo b t a i nt h e d a m p i n gi n f o r m a t i o n as c h e m eo fi m p r o v e dp s sd e s i g nb a s e do nt l s e s p r i ta l g o r i t h mw a sp r o p o s e d t h i sm e t h o di ss u i t a b l ef o rp s sd e s i g ni nm u l t i m a c h i n ep o w e rs y s t e m sw h i c hi n c l u d en o n - l i n e a rd e v i c e w i t h o u tt h ed a m p i n gc o e f f i c i e n to fs p r i n g m a s sm o d e l 1 1 1 ee f f e c t i v e n e s so ft h em e t h o di sd e m o n s t r a t e d b a s e do ni e e es e c o n db e n c h m a r ks y s t e m 4 ) r e s e a r c ho nc o l l a b o r a t i o nb e t w e e ni m p r o v e dp s sa n ds v cf o rd a m p i n gs s o b a s e do nt h e p h i l l i p s - h e f f r o nm o d e l ，p o s i t i v ed a m p i n g e f f e c t p r o v i d e db y s v ci s t h e o r e t i c a l l y d e d u c e d s u b - s y n c h r o n o u sd a m p i n gc o n t r o l l e r ( s s d c ) i sd e s i g n e dt od a m p s s o t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h e s s d cc a ni n c r e a s ed a m p i n ga r o u n dm a i nr e s o n a n c ep o i n t ，b u ti tm a yr e d u c ed a m p i n go fo t h e rt o r s i o n f r e q u e n c i e so fs s o ；a c c o r d i n gt ot h es h o r t a g eo fs v c ，ac o o p e r a t i v es c h e m ei n c l u d i n gi m p r o v e dp s sa n d s v cf o rd a m p i n gs s 0i sp r o p o s e d r e s u l t ss h o wt h a tt h ec o l l a b o r a t i o nb e t w e e ni m p r o v e dp s sa n ds v c c a l lf u l l ye x c i t et h ea d v a n t a g e so fp s sa n ds v c ，a n dm i t i g a t e ss s om o r ee f f e c t i v e l y 5 1r e s e a r c ho nc o l l a b o r a t i o nb e t w e e ni m p r o v e dp s sa n dt c s cf o rd a m p i n gs s o b a s e do nt h es t u d y o fe f f e c to ft c s co nd a m p i n gs s o ，d a m p i n gt r a n s f e rp h e n o m e n ao ft c s ci sd i s c o v e r e d 1 1 1 en e g a t i v e a n dp o s i t i v ei m p a c to ft h ed a m p i n gt r a n s f e rp h e n o m e n ao ns s oi sd i s c u s s e d ，a n dt h ep o s s i b i l i t yo f m i t i g a t i n ga n ds t i m u l a t i n gs s oi sv e r i f i e db yt i m ed o m a i ns i m u l a t i o n ；i nv i e wo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so f t c s cw o r k i n gi nt h ep e r c e p t u a lr a n g ea n dt h ec a p a c i t i v er a n g e ，t h ep a r a m e t e r so fi m p r o v e dp s sf o r c o l l a b o r a t i o nw i t ht c s ci sd e s i g n e dr e s p e c t i v e l y s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ec o o p e r a t i o no f i m p r o v e dp s sa n dt c s cm i t i g a t e ss s o m o r ee f f e c t i v e l ya n dt h eo p e r a t i n gr a n g eo ft c s ci se n l a r g e d s i g n i f i c a n t l y k e yw o r d s ：s u b s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n ，p o w e rs y s t e ms t a b i l i z e r f p s s ) ，h v d c ，t c s c ，s v c ，t h e c o m p l e xt o r q u ec o e f f i c i e n tm e t h o db a s e d o nt i m e - d o m a i ns i m u l a t i o n ，t l s e s p r i t ，p a r a m e t e r o p t i m i z a t i o n ，g e n e t i ca l g o r i t h m ，d a m p i n gc h a r a c t e r i s t i c ，c o l l a b o r a t i o n i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章绪论。l 1 1 课题背景和研究意义1 1 2 次同步振荡研究现状2 1 3p s s 的发展历史和研究现状5 1 4 次同步振荡抑制技术的研究现状6 1 4 1 用附加励磁控制抑制次同步振荡的研究现状6 1 4 2 用f a c t s 装置抑制次同步振荡的研究现状8 1 5 本文主要研究内容及章节安排l o 第二章电力系统次同步振荡分析方法研究一1 3 2 1 引言1 3 2 2 传统的电力系统次同步谐振分析方法1 4 2 3 基于时域仿真的复转矩系数法1 6 2 3 1 复转矩系数法的原理一1 6 2 3 2 复转矩系数法的具体实现1 7 2 4 基于t l s e s p r i t 算法的次同步振荡分析方法2 0 2 4 1t l s e s p r i t 算法2 0 2 4 2 基于t l s e s p r i t 算法的次同步振荡分析方法2 4 2 4 3 算例2 5 2 5 本章小结2 9 第三章传统p s s 对次同步振荡的影响研究3 1 3 1j ；i 言3l 3 2 传统p s s 抑制低频振荡的原理3 2 3 3 传统p s s 对发电机的阻尼特性影响3 3 3 3 1 传统p s s 对普通交流系统次同步振荡的影响3 3 3 3 2 传统p s s 对含s v c 的电力系统次同步振荡的影响3 8 3 3 3 传统p s s 对含t c s c 的电力系统次同步振荡的影响4 l 3 3 4 传统p s s 对发电机阻尼特性影响总结4 4 3 4 传统p s s 对次同步振荡影响的机理研究4 5 3 5 本章小结5 4 第四章改进p s s 抑制次同步振荡的参数优化方法研究5 5 4 1 弓i 言一5 5 4 2 改进p s s 抑制次同步振荡的原理5 6 4 3 基于遗传算法的改进p s s 参数优化5 6 4 3 1 系统模型5 7 4 3 2 遗传算法及其改进策略5 8 4 3 3 改进p s s 的设计和参数优化6 2 4 3 4 仿真分析6 4 4 4 基于复转矩系数法的改进p s s 参数配置6 6 4 4 1 单通道控制6 6 4 4 2 多通道控制6 7 v 目录 4 4 3 时域仿真验证6 8 4 5 基于t l s e s p r i t 算法的改进p s s 设计方法6 9 4 5 1 基于t l s e s p r i t 算法的改进p s s 参数配置方法6 9 4 5 2i e e e 第二标准模型的改进p s s 设计7 0 4 6 本章小结7 2 第五章改进p s s 和f a c t s 装置联合抑制次同步振荡的研究。7 3 5 1 改进p s s 与s v c 联合抑制次同步振荡7 4 5 1 1s v c 的次同步阻尼控制器。7 4 5 1 2 改进p s s 和s v c 对次同步振荡的联合抑制8 4 5 2 改进p s s 和t c s c 联合抑制次同步振荡9 0 5 2 1t c s c 对电力系统次同步振荡的影响研究9 0 5 2 2 改进p s s 与t c s c 对次同步振荡的联合抑制9 8 5 3 本章小结。1 0 3 第六章总结与展望1 0 4 6 1 全文总结1 0 4 6 2 研究展望。1 0 5 致谢1 0 7 参考文献1 0 8 攻读博士期间发表的论文。1 1 8 v i 第一章绪论 1 1 课题背景和研究意义 第一章绪论 次同步振荡( s u n s y n c h r o n o u so s c i l l a t i o n ，s s o ) 问题的最早讨论始于19 3 7 年，但直 至u 1 9 7 1 年，有关轴系扭振的问题皆被忽略。1 9 7 0 年1 2 月和1 9 7 1 年1 0 月，美国m o h a v e 电站 先后两次因次同步谐振而引起发电机组大轴损坏【l 】，其中第二次事故的发生，引发了一 股世界范围内对次同步谐振研究的热潮。由直流输电引起的汽轮发电机组的次同步振荡 问题，1 9 7 7 年首先在美国s q u a r eb u t t e 直流输电工程调试时被发现1 2 j 。后来，在美国的c u 、 i p p ，印度的r i h a n d d e l i ，瑞典的f e n n o s k a n 等高压直流输电工程中，都表明有可能导致 次同步振荡。随后的研究还发现，不仅h v d c ，其它很多有源快速控制装置在一定的条 件下，也能激发次同步振荡和轴系扭振现象，如电力系统稳定器( p o w e rs y s t e m s t a b i l i z e r ，p s s ) 、静止无功补偿器( s t a t i cv a rc o m p e n s a t o r ，s v c ) 、可控串联补偿装 置( t h y r i s t o r - c o n t r o l l e ds e r i e sc a p a c i t o r ，t c s c ) 等，它们响应快速，所产生的谐波频带非 常宽，或者具有很宽的带通频率特性，足以使次同步谐振频率的信号通过，从而为汽轮 发电机轴系扭振模态的次同步振荡提供闭环通路【3 】。 近年来，伴随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展，电网系统 运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大。全国已经形成了东北电网、华北电网、 华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6 个跨省的大型区域电网，并基本形成了完 整的长距离输电电网网架。提高了大电网的运行效益，支持了经济的发展。电网规模扩 大的同时，其运行条件的复杂化和运行难度的加大对控制技术提出了更高要求，次同步 振荡问题也日益突出。 首先，电力系统中交流串补技术的应用越来越广泛，在输电线路中加入串联电容器， 能减小线路等效电抗，缩小两端系统的相角差，从而获得较高的稳定裕度及较大的传输 功率1 4 】。但是，串补输电网络( 包括发电机、变压器、线路、串联电容器等部件) 将形 成一个电气谐振回路，如果这一电气谐振回路的固有频率与汽轮发电机组轴系扭振固有 频率互补时( 其和等于同步频率) ，就会因网机耦合而彼此互激，给系统的安全稳定运 行带来隐患。如我国内蒙古的托克托电厂、陕西的锦界电厂、东北的伊敏电厂在采用串 补送出方案后均存在不同程度的次同步振荡问题。 其次，直流输电因其具有非同步联络能力、线路输送容量大，网损小、功率易控制 等优点【5 】。在远距离大容量输电和大区联网两个方面得到了广泛的应用：8 0 年代末期， 建成了我国自行研制的舟山直流输电工程和代表当时世界先进水平的葛洲坝上海 + 5 0 0k v 直流输电工程。9 0 年代，开始建设天广直流输电工程和三常直流输电工程，天 广直流工程于2 0 0 0 年1 2 月单极投产，2 0 0 1 年6 月双极投产；三常直流输电工程于2 0 0 3 东南大学博士学位论文 年5 月投入运行。2 0 0 1 年开工建设三峡一广东( 简称三广) 直流输电工程和贵州 广东( 简称贵广) 直流输电工程，三广直流工程于2 0 0 4 年6 月正式投产；贵广直流工 程于2 0 0 4 年9 月双极投产，而且2 0 1 0 、2 0 2 0 年期间，将会建设十多项直流输电工程， 输送距离更长，输送功率更大。我国已投产的远距离送电直流输电工程在西电东送、全 国联网方面正发挥着重要作用，但h v d c 的换流器能够产生频带很宽的谐波电流，通 过其定电流、定电压等控制回路，h v d c 可能激发汽轮发电机组的轴系扭振【6 7 】，因此 也存在着一定的安全隐患。 此外，柔性交流输电( f l e x i b l ea ct r a n s m i s s i o ns y s t e m ，f a c t s ) 技术在中国电力系 统中的应用对中国电力系统未来的发展至关重要，而且其产业化，即与之相关的中国民 族工业的发展也展示了诱人的前景。f a c t s 技术是将大功率电力电子器件应用于电力系 统的技术，可以对交流输电系统进行控制，是提高电力系统安全可靠性的保障，同时也 是节能和环保的有效措施。针对我国部分主干网网架薄弱、稳定问题突出的情况，必须 在加强网络架构建设和改造的同时，应用最新的电力电子技术和计算机控制技术来加强 对电力系统的调节