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天津城市建设管理职业技术学院 300304
摘要：随着高新科技的发展，电力电子技术不断革新，大功率的技术应用逐渐成为发展的趋势，新能源电力系统逐步地被构建出来，它是以多源多变换的直流系统为基础发展的，从而引发了次同步振荡出现新的发展问题，它的概念被不断拓展，表现形式和监测等诸多问题受到社会的广泛关注。本文介绍了次同步振荡的内涵，点明了我国次同步振荡发展的基本问题，结合我国的发展特点，提出了研究的新问题，旨在推动次同步振荡问题的研究进程。
关键词；新能源电力；次同步振荡；基本问题
引言：
次同步振荡技术应该纳入电力系统稳定性的范畴，它是电力系统在受到干扰后，系统运行状态偏离平衡点，这样系统就会在低于正常交换频率的状态下运转，给电力系统的发展造成了很大的影响。电力系统的安全性和稳定性是运行的基础条件，因此对于次同步振荡问题的研究就变得十分重要。
一、次同步振荡技术发展的历程
次同步振荡技术的问题首先出现在系统中负载或者串补电路造成的次同步频率谐振中，在20世纪，电力系统的技术还没有如此成熟，在发电机的输电线路处于空载状态或者带容性负载的状态下，发电机会出现电压上升的情况，从而使得电压难以控制，这属于自励磁出现的问题，在异步运行的状态下又可以被称为感应发电机效应，这个过程中只涉及到了系统的谐振。随着后来电力系统的发展，串联补偿的电路被大规模应用，由此又出现了轴系扭转互作用的问题。这些次同步振荡的问题被称为次同步谐振。后来，美国等研究院也证明了次同步振荡出现的可能性，通过进一步的研究，次同步振荡可以由装置引发，谐振电路并不是必须条件，引发次同步振荡的装置有静止不做功的补偿器和系统稳定器等，这时的振荡问题因为不再包括次同步谐振，所以被称为次同步振荡。近些年来，电力系统又经历了跨越式的发展，次同步振荡的内涵被进一步延伸，从而新的问题也逐渐的凸显出来。新能源电力电子技术的革新，增强了电力系统的稳定性和灵活性，但是与此同时也出现了新的扰动问题，比如装置之间的相互作用，引发的同步控制互作用问题的产生，串补电路发生频率改变，从而出现系统电路振荡现象。新时期的次同步振荡现象已经表现出新的特点，各个方面所凸显出来的问题还需要进一步的研究。
二、次同步振荡出现的基本问题
次同步振荡的研究在美国电厂出现机组轴系振荡的事故之后愈加火热，对于次同步振荡的各方面问题进行了深入研究并进行分析总结，重新得到了振荡的基本问题。第一，次同步振荡问题，次同步振荡是系统运行偏离平衡位置而出现的电磁异常振荡情况，这时的电力系统的能量交换处于一个低于正常频率的状态下，不包括刚体振荡状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，次同步谐振问题。次同步谐振指的是发电机组和输电系统在耦合过程中出现的弱阻尼或负阻尼的振荡现象，包含感应发电机效应和暂态力矩放大状态等。第三，装置造成的次同步振荡问题。由装置引发的次同步振荡问题指的是发电机与电网元件之间的相互作用。这类的作用在电力系统控制器中也同样被发现，这些能够在运行中对功率进行影响的装置都可以作为次同步振荡问题的引发源头。第四，新能源并网所引发的次同步振荡问题。经研究发现，这种次同步振荡问题的出现与变流器控制与线路串补电容有密切的关系，和系统的扭振没有关系，所以这种现象也被成为次同步控制相互作用。
三、我国的次同步振荡的问题特点与发展现状
我国的次同步振荡现象最早追溯到上个世纪八十年代了，华北电管局进行研制的快关汽门的实验结果出现异常，轴系出现损伤现象。此后，我国的托克托电厂、上都电厂和呼伦贝尔地区也出现了次同步振荡的问题，对这些现象进行分析和总结。发现我国的次同步振荡问题正在逐年增加，已经成为我国电力系统稳定运行的重要因素了。新能源并网引起的次同步振荡现象更加明显，振荡的特点呈现出随机变化，振荡的频率较宽。且这种次同步振荡问题较为复杂，其发生的原因和对其他部件造成的影响途径还需要进一步分析，不同类型的次同步振荡问题之间还会相互影响。次同步振荡问题的影响还比较大，波及的范围较广，我国的正逐步形成长距离输电的系统网络，电压等级和系统规模正在逐渐增加，次同步振荡已经成为影响整个系统的因素。
四、对次同步振荡基础问题的研究
通过对次同步振荡新特点的研究，结合我国的发展现状，提出了几项基础问题。第一，在弱阻尼的状态下轴系扭振的疲劳。前边提到的呼伦贝尔地区电力系统火电机组出现运行疲劳的状况，研究表明导致事故发生的原因是电力系统在弱阻尼的条件下，激励与系统的响应相互作用使得火机组轴系出现扭振。第二是风电并网状态下出现的次同步振荡问题，这其中包含着负电阻下的次同步谐振和扰动电压状态下产生的次同步振荡频率分量。第三是多个源头多个端口的直流系统之间的次同步相互作用。
五、抑制次同步振荡的难点
传统状态下次同步振荡问题其抑制技术已经相当成熟，但是近些年来次同步振荡问题呈现出新的特点，原因也更加复杂，使得抑制技术面临着更大的挑战，下面就抑制的难点所在进行了阐述。其一，次同步振荡的原因更加复杂，传输路径多变，监测起来也有很大的难度。其二，系统的变化呈现随机性，没有规律可寻，提升了研究的难度。其三，多种次同步振荡相互作用，使得单一的抑制方案并不能达到很好的抑制要求，需要制定多种方案进行协调优化。
结束语：
随着新能源电力系统的进一步发展，各种新问题正在逐步凸显出来，次同步振荡问题成为了其中一个较为重点的问题。因此探究次同步振荡问题的原因和解决对策成为当前亟待解决的事情。我们要积极创新，大胆尝试，争取早日解决次同步振荡的问题，保障电力系统传输的稳定性。
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论文作者:冯强,王锡魁,李志红
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
标签：电力系统论文; 系统论文; 谐振论文; 新能源论文; 相互作用论文; 我国论文; 技术论文; 《防护工程》2019年第5期论文;