基于EEAC理論的低頻振蕩分析.pdf

1、低頻振蕩通常被歸結(jié)為小擾動穩(wěn)定問題，通過對方程組在平衡點線性化處理，獲取線性化方程的機電相關(guān)特征根反映系統(tǒng)的振蕩特性。振蕩的主要特征信息包括振蕩的模式、模態(tài)以及為振蕩抑制提供的相關(guān)信息，如：參與因子、參數(shù)靈敏度等。線性化處理方式是對系統(tǒng)在平衡點附近的振蕩特性的近似描述，忽略了系統(tǒng)中非自治、非線性因素以及擾動強度的影響。 在實際系統(tǒng)中，擾動總是以一定強度和形式存在，擾動的大小不僅取決于擾動本身，還取決于平衡點距穩(wěn)定域邊界的距離。時

2、域仿真法在求取需要的時間響應曲線時，可以處理強時變和強非線性因素。將受擾軌跡用于低頻振蕩研究，可以計及非線性、非自治因素的影響，也可以反映擾動大小對振蕩特性的影響。但目前在受擾軌跡中提取的振蕩信息仍有限，值得深入研究。 多機系統(tǒng)中，為了消除系統(tǒng)頻率波動帶來的影響，一般采用相對運動軌跡輸出。通常采用兩機相對運動軌跡，單機相對角度中心（COA）軌跡或單機相對慣量中心（COI）軌跡。在多機系統(tǒng)中每條軌跡包含的振蕩信息不盡相同，系統(tǒng)的主

3、導振蕩模式并不一定在所有軌跡中都占據(jù)主導位置。因此，對受擾軌跡進行振蕩信息提取，需要選擇合適的曲線反映系統(tǒng)的主導振蕩模式。擴展等面積準則（EEAC）適用于任何復雜模型和場景，不但可以計算各種穩(wěn)定性的裕度、參數(shù)靈敏度等，而且便于揭示穩(wěn)定的機理。EEAC的分群、聚合和映射成單機無窮大（OMIB）系統(tǒng)的過程解決了主導振蕩模式的識別、弱化其余模式以及提供用于振蕩信息提取的軌跡這三個核心問題。 根據(jù)軌跡獲取的振蕩頻率和阻尼信息稱為軌跡特征

4、根，對于平穩(wěn)振蕩信號，其振蕩頻率和阻尼在全時間尺度內(nèi)保持不變，可以通過Prony算法獲取時不變的軌跡特征根。把線性系統(tǒng)參與因子的概念拓展到受擾軌跡，利用軌跡特征根對機組機械阻尼靈敏度獲取各機組對主導振蕩的參與因子，可以解決傳統(tǒng)軌跡分析方法不能求取參與因子的缺陷。 電力系統(tǒng)受擾軌跡通常包含時變和非線性因素的影響，具有一定的時變振蕩特性。時變的振蕩特性主要表現(xiàn)為振蕩中心的時變性和振蕩頻率、阻尼的時變性。振蕩中心的時變性表現(xiàn)為在振蕩過

5、程中，能量交換的界面在不同的擺次中發(fā)生變化，可以利用EEAC理論“擺次”穩(wěn)定的概念進行分析。振蕩頻率和阻尼的時變性是指在不同時段內(nèi)的軌跡特征根存在差異。一般采用軌跡窗口特征根進行描述，即把基于全時間尺度的信號采用加窗分拆為部分時間尺度的信號，通過窗口的滑動獲取軌跡特征根反映系統(tǒng)的時變振蕩特性。軌跡特征根概念為刻畫系統(tǒng)振蕩特性的細節(jié)提供了新的分析思路，有利于振蕩機理的解釋。窗口傅立葉脊和小波脊是獲取軌跡特征根的重要數(shù)學工具。窗口傅立葉脊通

6、過固定寬度的窗口在單一時間尺度內(nèi)進行分析，利用窗口的滑動反映軌跡特征根的時變性。小波脊采用尺度變化的窗口在多個時間尺度中對信號進行分析，其同樣采用窗口的滑動反映軌跡特征根的時變性。對低頻信號采用大窗口，高頻信號采用小窗口，可以適應信號頻率大范圍波動。文中討論了窗口和頻率分辨率大小對軌跡特征根精度的影響，指出較小的窗口有利于反映軌跡的時變振蕩特性，但過小的窗口可能會造成被分析信號頻率的丟失。較低的頻率分辨率可以降低計算量，但會導致軌跡特征

7、根計算精度的下降，需要在兩者間取得平衡。 一般認為減少聯(lián)絡線的交換功率可以提高系統(tǒng)的阻尼，抑制低頻振蕩。對聯(lián)絡較為復雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)的聯(lián)絡界面確定困難，并且在算例分析中發(fā)現(xiàn)，有時減少聯(lián)絡線功率反而會降低系統(tǒng)的阻尼。本文提出以減小OMIB主導映像在平衡點處的角度為目標，調(diào)整機組出力，提高系統(tǒng)的阻尼。在EEAC分群的基礎(chǔ)上，把軌跡聚合后，在平衡點處角度超前的等值機群定義為領(lǐng)前群，滯后的定義為余下群。通過減少領(lǐng)前群的出力，增加余下群的出