非正弦周期性负荷扰动引发强迫振荡机理分析

伍双喜，徐衍会，宫晓珊

(1. 广东电网有限责任公司 电力调度控制中心，广东 广州 510600；2. 华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102206)

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近年来强迫振荡在电力系统中时有发生，严重影响了电力系统的安全、稳定运行。强迫功率振荡从产生机理到振荡特征均与经典弱阻尼自由振荡有较大的区别，于是国内外学者对强迫振荡的机理、特性、振荡源定位以及抑制方法等进行了丰富的研究。强迫功率振荡的概念在1990年被提出[1]，文献[1]指出即使安装了电力系统稳定器(PSS)，在联系较弱的系统中仍然可能发生低频振荡。文献[2-4]通过求解线性化电力系统的动态方程分析强迫振荡的机理，并得出结论：当系统持续的周期性功率扰动的频率接近系统功率振荡的固有频率时，会引起大幅度的功率振荡。在此基础上，文献[5]引入多自由度强迫振动理论推导得到多机系统的强迫振荡方程；文献[6]拓展了传统的狭义强迫振荡的研究，研究在模式间非线性相互作用的影响下广义强迫振荡的理论。通过对机理的深入研究，文献[7-9]分别通过能量法、经验模态理论、时延估计法对振荡源进行定位，从而进一步对强迫振荡进行抑制。

电力系统中存在着持续的周期性负荷扰动[10]，因此负荷侧能否引起电网强迫功率振荡非常值得研究。当负荷扰动的频率与系统固有频率相同或相近时，同样会引发系统的强迫功率振荡，表现为机组间转子角的剧烈摇摆、输电线传输功率的大幅波动[11-13]。……