楊長(zhǎng)存

摘 要：文章通過介紹某4×660MW發(fā)電廠一臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)的低頻振蕩的過程，分析其振蕩的原因以及出現(xiàn)振蕩后如何采取相關(guān)的防范措施，避免機(jī)組的振蕩發(fā)散，影響其他機(jī)組甚至電網(wǎng)的的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：低頻；振蕩；阻尼

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）34-0176-02

引言

2017年5月，某電廠檢修人員在值班期間接到值長(zhǎng)通知，某臺(tái)660MW機(jī)組出現(xiàn)了低頻振蕩，同時(shí)網(wǎng)調(diào)自動(dòng)化處也第一時(shí)間通知電廠方某臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)了1.22Hz的低頻振蕩，振蕩過程持續(xù)了25秒，值班人員通過查看振蕩機(jī)組的DCS運(yùn)行記錄、機(jī)組及線路的故障錄波器、PMU等保護(hù)設(shè)備確認(rèn)了機(jī)組振蕩的發(fā)生，幸好當(dāng)時(shí)有功功率波動(dòng)的范圍不是很大，振蕩機(jī)組通過DCS控制系統(tǒng)及勵(lì)磁PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定裝置提供的正阻尼作用使得振蕩未得到發(fā)散。

什么是低頻振蕩？簡(jiǎn)單來講就是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速，以及相關(guān)電氣量，如線路功率、母線電壓等發(fā)生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，一般在0.1-2.5Hz，故稱為低頻振蕩。其產(chǎn)生的原因主要為電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，在一定的擾動(dòng)下發(fā)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對(duì)搖擺，并在低阻尼時(shí)持續(xù)振蕩導(dǎo)致。振蕩分為局部振蕩和區(qū)域振蕩。造成低頻振蕩可能的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）機(jī)組切機(jī)的過程；（2）輸電線故障或保護(hù)裝置誤動(dòng)過程；（3）斷路器設(shè)備事故；（4）機(jī)組甩負(fù)荷過程。

如何識(shí)別低頻振蕩？在工程應(yīng)用中低頻振蕩辨識(shí)通常在WAMS主站端（調(diào)度端），通過對(duì)接收到的PMU數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出振蕩參數(shù)。主要通過以下流程來判斷：（1）采集被監(jiān)視線路或者發(fā)電機(jī)的有功功率，進(jìn)行低通濾波處理，防止頻譜混疊；（2）判斷功率是否突變，序分量是否有短路特征，Ucos%是否較小。若有功率突變，序分量無短路特征且Ucos%較大，則在采集一個(gè)數(shù)據(jù)窗后啟動(dòng)Prony分析，進(jìn)而求出振蕩的幅值，頻率，阻尼比。（3）上送振蕩參數(shù)。

下面通過調(diào)取振蕩時(shí)刻PMU波形，以判斷機(jī)組是否存在低頻振蕩行為。

從圖1中可以看出，相對(duì)于其他兩臺(tái)機(jī)組#4發(fā)電機(jī)有功功率有幾處存在明顯的突變，在一次機(jī)組負(fù)荷指令變化時(shí)，機(jī)組有功功率出現(xiàn)了振蕩，但并未發(fā)散，查看其中某一振蕩時(shí)刻機(jī)組的有功功率曲線如圖2。

從圖2可以看出在報(bào)警時(shí)刻#4有功功率在突變，最低值為266.649MW，最高值為376.683MW，突變量達(dá)到10MW，根據(jù)低頻振蕩辨識(shí)方法，基本可以確定#4發(fā)電機(jī)確實(shí)存在低頻振蕩，同時(shí)對(duì)比查看低頻振蕩期間機(jī)組的頻率變化，振蕩頻率為1.2Hz，與調(diào)度監(jiān)測(cè)的低頻振蕩頻率1.22Hz基本一樣。

1 振蕩的原因分析

通過查看運(yùn)行日志了解到，14：24時(shí)該臺(tái)機(jī)組A側(cè)高壓主汽閥故障，運(yùn)行人員關(guān)閉了A側(cè)高壓調(diào)閥，對(duì)比A側(cè)高壓調(diào)閥關(guān)閉前后曲線，可以發(fā)現(xiàn)在A側(cè)高壓調(diào)閥關(guān)閉后，一次調(diào)頻調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間明顯變長(zhǎng)，且在機(jī)組的調(diào)節(jié)過程中動(dòng)作量明顯增大，機(jī)組的正阻尼作用變低，見圖3和圖4。

在機(jī)組AGC指令下需要升降負(fù)荷時(shí)，由于只有單側(cè)主汽調(diào)閥，調(diào)節(jié)精度難以滿足要求，導(dǎo)致機(jī)組在受到一次調(diào)頻動(dòng)作的擾動(dòng)后，開始小幅振蕩，最大時(shí)達(dá)到-11.963，對(duì)比振蕩時(shí)刻#3DCS曲線，可以發(fā)現(xiàn)#3發(fā)電機(jī)也有一次調(diào)頻動(dòng)作，但各項(xiàng)曲線明顯比較平穩(wěn)。為避免機(jī)組在AGC指令下的低頻振蕩，申請(qǐng)退出機(jī)組的一次調(diào)頻，在機(jī)組一次調(diào)頻退出后，有功功率基本無振蕩出現(xiàn)，證明了在機(jī)組A側(cè)高壓調(diào)閥故障期間一次調(diào)頻作用引起了此次#4機(jī)組的低頻振蕩。

綜上所述，在機(jī)組主調(diào)門故障等可能降低機(jī)組的正阻尼的不可抗事件的發(fā)生后，操作員應(yīng)及時(shí)退出機(jī)組一次調(diào)頻，這樣可以降低機(jī)組低頻振蕩發(fā)生的概率。

2 結(jié)束語

在交直流混連電網(wǎng)的時(shí)代，輸電線路變得日趨復(fù)雜，發(fā)生故障的概率較以往大很多，除了常規(guī)的增大PSS的增益放大倍數(shù)以提高機(jī)組的正阻尼作用外，一旦機(jī)組發(fā)生振蕩首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)振蕩頻率、振蕩分布等信息正確判斷低頻振蕩源，如振蕩源為本廠，則降低機(jī)組有功功率，同時(shí)增加無功功率輸出，若有運(yùn)行機(jī)組PSS未投入，應(yīng)立即將其投入以增加機(jī)組的正阻尼，作為生產(chǎn)一線人員必須要掌握相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，保障電網(wǎng)及機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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