2014年第8卷第3期 2014 Vol. 8 No. 3
南方电网技术
SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY
文章编号：16740629(2014)03008304
DOI: 10. 13648/j. cnki issn1674 0629. 2014. 03. 016
中图分类号：TM921.5
系统分析与运行
System Analysis & Operation
文献标志码：A
汽轮机调速系统对电网低频振荡的影响
翁洪杰'，徐衍会’，王珍珍2
（1.广东电网公司电力科学研究院，广州510080；2.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206）摘要：近年来电力系统中频繁出现汽轮机调速系统引发的低频振荡，为了探明该类低频振荡的原固，分析了调速系统对电力系统动态稳定的影响。建立了包含汽轮机调速系统的单机无限大系统模型，研究了调速系统增益对系统低频频荡模态的影响。研究结果表明，汽轮机调速系统增益虽然不改变调速系统阻尼特性分界频率，但是却对系统低频振荡模态频率产生影响，从而改变调速系统对低频振荡的阻尼性质。当调速系统增益超过临界增益时会诱发低频振荡现象，时域仿真和频域分析结果验证了上述结论的正确性。
关键调：电力系统；低频振荡；汽轮机；调速系统；阻尼特性；临界增益
TheImpactofSteam-TurbineGovernorSystemontheLowFrequency
OscillationofPowerGrids
WENG Hongjie', XU Yanhui?, WANG Zhenzhen
(1. Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510080, China;
2 State Key Laboraltory for Altemale Electrical Power System with Renewable Energy Source,
North China Electric Power University , Beijing 102206, China)
Abstract : In recent years low frequency oscillations induced by steam turbine governor system often occur in power system. For find ing out the cause of this kind of low frequency oscillation, the effect of governor system on power system dynamic stability was thor-oughly analyzed. One machine infinite bus model including steam turbine governor system was put up and the effect of governor sys tem gain on low frequency oscillation mode was researched. The study result indicate that although the dividing line frequency of damping characteristic cannot be changed by govemor system gain, the mode frequency of power system low frequency oscillation roeoaarneaooa system exceeds the critical gain, low frequency oscillation will be aroused. Time domain simulation and frequency domain analysis proved the correctness of the above conclusion.
Key words : power system; low frequency oscillation; steam turbine; govermor system; damping characteristics; critical gain
低频振荡成为目前我国互联电网面临的主要动态稳定性问题。低频振荡的机理一直是国内外学者关注的焦点，文献[1]提出的负阻尼机理解释了励磁系统引起的低频振荡现象，依据该机理设计的电力系统稳定器（powersystemstabilizer，PSS）也对这类低频振荡起到了有效的抑制作用。然而随着系统的发展，出现了即使安装了PSS依然发生低频振荡的现象，对此研究者提出了强迫振荡和低频振荡的共振机理[3-6]
汽轮机调速系统对电力系统阻尼特性的影响也得到了重视-9]，分析指出汽轮机控制系统参数设置不当也会给系统引人负阻尼，影响电力系统的动态稳定性。文献「10和「11通过对调速系统的频
率响应特性和阻尼特性的分析，提出了分界频率的概念，指出当系统振荡频率低于分界频率时调速系统提供正阻尼，反之提供负阻尼。调速系统增益不改变分界频率，只改变阻尼的大小。然而实际电网出现了系统自然振荡频率位于调速系统正阻尼区，而随着调速系统增益增大系统出现低频振荡的现象。针对这种现象，本文深人分析调速系统对电力系统动态稳定的影响。
汽轮机调速系统模型
汽轮机调速系统从早期的机械液压式、电子液压式，发展到目前的数字电液（digitalelectric hy draulic，DEH)控制系统，如图1所示。