电力系统低频振荡的研究内容

电力系统低频振荡一直受到广大学者的关注，研究内容主要包括:低频振荡分析方法和控制策略研究。

低频振荡分析是实现抑制低频振荡的理论依据和必要前提，在近二十年有了很大的发展，取得了大量的研究成果。研究低频振荡分析的主要方法有基于系统结构和参数模型的理论分析方法和基于仿真信号或实测信号的信号分析方法。理论分析法主要包括特征值分析法和非线性模式分析法，其中，特征分析法是研究电力系统低频振荡最为经典的分析方法，基本原理就是通过近似线性化的方式进行求解系统状态方程的特征值和特征向量，特征值对应着低频振荡模态，特征向量反映了振荡模态在系统中的行为。但是，特征值分析法需要建立电力系统的数学模型且只能在某一运行方式下进行分析，这对于大型互联电网而言，因其电网结构复杂、运行状况不确定而使得分析比较困难，算法效率和精度明显下降。电力系统发生低频振荡时，状态变量直接包含着振荡信息，因此基于WAMS提供的实测数据辨识低频振荡模态得到了应用，能够从振荡信号中提取所需要的模态信息，包括振荡幅度、振荡频率、阻尼比以及相位，该方法为低频振荡的信号分析方法[21]。信号分析法分析低频振荡模态时不需要依赖电力系统的数学模型，辨识结果的准确性只取决于信号处理方法。通过在线辨识低频振荡模态信息，能够快速分析和确定扰动源，实现广域阻尼控制策略[22]，信号分析法是本书主要研究的内容，包括Prony方法和HHT方法。

低频振荡分析方法的研究是合理制定低频振荡控制策略的关键，而采取控制策略抑制低频振荡是电力系统稳定运行的核心和目标，电力系统低频振荡不可避免，只能采取一些措施降低其影响，或通过这些措施使发生低频振荡的电力系统状态量尽快回到平衡点处，恢复稳定运行，减少对电力系统的影响。电力系统低频振荡属于电力系统动态稳定范畴，与发电系统、输电系统以及负荷均存在一定的关系，而负荷作为不可控因素，很难实现对低频振荡的抑制。为此，抑制低频振荡主要是通过在发电侧或输电侧增加附加控制为系统提供阻尼。发电侧控制，主要采用电力系统稳定器等附加励磁控制方案，发电机的励磁系统对于提高系统的稳定具有非常重要的作用，而且也是目前改善电力系统稳定性措施中，最为简单、经济而且有效的措施；输电侧控制，主要是采用直流输电的功率调制技术和柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System，FACTS)，包括采用串联电容补偿或可控串联补偿(Thysistor Controlled Series Compensation，TCSC)及直流输电方案[23]、装设静止无功补偿器(Static Var Compensator，SVC)等提供附加控制[13，24]、增强网架，减少重负荷的输电线路[25]，或在发电侧与输电侧进行联合控制，如电力系统稳定器(Power System Sta-bilizer，PSS)和TCSC、PSS和SVC联合抑制等[4，26]。

总之，信号处理技术和控制技术的进展关系着电力系统低频振荡的发展，因此要时刻关注信号处理技术和控制技术的发展，把先进有效的信号处理方法和控制技术引入电力系统低频振荡分析和抑制中。