次同步振荡激励方法：仿真与现场试验应用

在次同步振荡问题的时域仿真分析中，常需要通过引起轴系的扭振来分析次同步振荡的特性以及验证抑制装置的效果；在现场测试中，也需要通过激发轴系的扭振进行机组模态频率及相应阻尼的辨识，或通过激发试验来测试抑制装置的有效性，并适当地进行装置的参数校正。

在次同步振荡的时域仿真研究中有较多的方式能够引起待研发电机组的次同步振荡，可以将它们概括为机侧扰动法和网侧扰动法。所谓机侧扰动法，是指在发电机的励磁、调速或PSS等控制环节中注入扰动分量引起发电机轴系上机械或电磁转矩的变化，使得发电机轴系按照其固有振荡频率发生扭振，从而激发次同步振荡的方法；所谓网侧扰动法，是指改变电网的运行状态或在电网中的相应电气设备中施加扰动分量引起发电机输出电磁功率变化，使得发电机轴系按照其自然扭振频率发生扭振，从而激发次同步振荡的方法。改变运行方式可以通过投切线路、负荷以及串联补偿等装置或是施加故障来实现；在电网中的相应电气设备中施加扰动分量可以通过在电网中的线路、HVDC控制系统以及FACTS等设备中注入扰动量的方式来实现。无论是机侧还是网侧的扰动方法，注入的扰动类型可以是阶跃型的扰动，也可以是与轴系扭振频率相近或互补的正弦或余弦波动，这要视具体的扰动施加位置以及扰动接入装置的控制方法而定。本书在仿真中主要采用了网侧的故障激励方法和在HVDC控制环节中注入与轴系扭振频率相近的正弦或余弦波动的方式。(www.xing528.com)

在现场试验中，为保证机组及电网的安全，在轴系参数测量以及抑制装置初期投运时，主要采用励磁激励、甩负荷、拉合线路以及抑制装置对拖等方法激发机组的次同步振荡。如上所述，励磁激励法是在励磁系统中施加扰动量引起发电机电磁转矩变化来激发次同步振荡的，这种方法相对比较安全，便于控制；甩负荷是利用甩负荷操作给机组轴系提供一个较大的冲击来激发次同步振荡。由于甩负荷后，发电机脱网运行，这一方法主要用于发电机组固有机械阻尼的测量，相对于励磁激励，这种方法较为复杂且成本较高；与仿真中所采用的方式相同，实际工程中也可以通过拉合线路的方式引起发电机轴系的次同步振荡；抑制装置对拖的方式主要用于抑制装置为两台及以上的情况，将其中一台开环运行作为激发源施加扰动激发次同步振荡，其他几台装置来抑制这一振荡，这种方法主要用于装置的现场调试。如果现场条件合适且抑制装置的现场测试已基本完成时，还可以通过短路故障等方法施加扰动激发剧烈的次同步振荡，以进一步检验装置控制的有效性。