汽轮机调速系统抑制低频功率振荡的仿真研究

胡宇航

（国网福建省电力有限公司电力科学研究院，福州350007）

电力系统低频振荡是电力系统在受到干扰的情况下发生的一种功角稳定性问题，突出的表现就是发电机组的有功功率以0.1～2.5 Hz 的频率作等幅或衰减振荡，如果振荡幅值不断增加，极可能会导致电力系统的崩溃[1]。近年来，不断有汽轮机调速系统引发的低频振荡的报道，汽轮机调速系统的多个环节[2]会改变电力系统的阻尼[3]或引入强迫振荡源[4]，从而诱发负阻尼机理或共振机理的低频振荡。在数字电液控制系统（DEH）设备中，随着使用时间的延长，汽门一直工作于高温、高压的蒸汽与抗燃油中，工作环境较为复杂恶劣，极易发生磨损、腐蚀、老化等故障，进而造成调节汽门的漏油、卡涩和滞缓。机组顺序阀重叠度设置不合理或流量特性曲线不佳，使整个闭环控制的增益增加或调节缓慢，均有可能造成功率振荡[5-6]。

目前，对于低频功率振荡的研究大多集中于扰动源的定位[7]以及低频振荡的机理分析[8]。对于汽轮机调速系统引发的低频振荡，如何防控和抑制低频振荡的发生或进一步扩大是研究的重点。

本文基于某1050 MW 机组调速系统模型参数辨识试验结果和汽轮机组单机无穷大电网模型建立机网耦合模型。利用Matlab/Simulink 软件分析调速系统延迟环节、惯性环节、PID 参数、控制器扫描周期对调速系统稳定性的影响，为针对出现低频振荡时DEH 如何识别判断振荡出现，以及抑制或消除振荡的措施进行了研究。……