摘要：伴随着我国电力事业的不断发展以及相关技术的进步，电力电子化电力系统的发展中，所遇到的振荡问题也寻求到了有效的抑制措施。基于此，本文针对电力电子装置引起振荡的原因分析进行分析，并且利用增加虚拟阻尼、改进控制目标、减小测量环节延时以及增加抑制振荡的电力电子装置
关键词：电力电子化；电力系统；振荡问题
引言：伴随着电力电子装置的应用，我国电力系统的整体质量不断提升，并且电力系统的电力电子化趋势越来越明显。在电力电子设备应用时，会对整体的电力系统造成一定的振荡，这一现象产生已经有了较长的历史，并且直接影响到了电力系统的整体稳定。为了保证电力电子装置以及电力系统的整体稳定，必须要能够针对电力电子装置引起振荡的原因进行分析，并保证寻求正确的抑制方法。
1.电力电子装置引起振荡的原因分析
电力电子装置对于电力系统的建设以及使用具有十分重要的意义，在当前的电力半导体技术发展过程中，已经能够从单个电子开关发展到多个串并联的应用，适合在高压大电流的环境下进行应用。电力电子装置连入到了电力系统之中以后，如果不能够安稳运行，就会产生电流的不稳定现象，电力电子装置实际应用时，由于以下的原因产生振荡，降低了整体的电力系统使用质量。
1.1振荡产生的数学机理
当前较为常见的电力电子装置引发的振荡，其可以有效利用数学机理开展分析。结合非线性动力学的理论针对电力电子装置进行分析，一般情况下非线性的系统振荡可以分为四个主要类型，分别为系统周期性振荡、准周期振荡、系统混沌解对应的非周期振荡以及平衡点附近运动轨迹对应的负/弱阻尼振荡。在实践当中，周期性振荡的发生过程电流电压变化如图1所示。
图 1 振荡发生时母线、电压、系统电流变化示意图
混沌引起的非周期性震荡则是体现在了经典的两机系统当中，其中两台发电机的电动势幅值以及相位都会出现直轴暂态电抗。现阶段的电力振荡分析都需要能够立足于平衡点的线性化理论，同时要能够结合低频振荡以及次同步振荡进行有效的分析，在这种前提之下，能够了解到电力系统周期当中的一些规律，从而探索电力系统振荡的机理[1]。
1.2多种振荡产生的机理
不同与上文的数学机理分析，在多种振荡产生的前提之下，可以从变换器、串补电容引起振荡以及恒功率控制等多个方面探究振荡产生的原因。在这种前提之下电力系统的恒功率负荷产生振荡，主要就是由于电子变换器采用的恒功率控制引起的。不同振荡产生时，都会有一定的特殊表现。如果实在双馈风机发电厂以及串补互相作用的次同步振荡产生条件下，实际的工程当中，就需要针对次同步振荡分析的等纸模型进行有效了解，这样才能够真正意识到振荡产生的原因。
2.电力电子装置振荡抑制方法
为了能够有效保证电力系统的运行质量，就必须要从电力电子装置振荡的抑制方法入手，选择适合电力系统的具体手段。一般情况下当电力电子装置产生了振荡，就可以结合其振荡产生原因，按照三种电力电子装置振荡方法顺序，首先改进电力振荡的抑制方法，并且要降低测量所需要的延时，提升抑制振荡的效率，最后加入能够有效抑制振荡的电力电子装置。
2.1增加虚拟阻尼
当前的电力电子装置当中，会出现很多震荡问题，这也是电力系统整体进步的一种有效体现，当前的多变换器并联微电网的振荡问题出现，对于电力装置的使用是一种潜存着的威胁。为了能够有效应对这种威胁，可以采用增加虚拟阻尼的手段，来提升电力电子装置的稳定性。如图2所示，在滤波器当中增加了虚拟电阻，这样能够有效的保证对于整体电子装置使用的振荡进行移植。增加阻尼时需要注重的一点在于，需要保证对电阻的值进行合理判断，当前的虚拟电阻法实施过程当中，一般都不会增加实际的有功损耗，这样一来就能够针对所有的频段都进行阻尼的提供，从而抑制了整体线路中的振荡产生。为了能够降低成本，还需要分频段针对阻尼进行计算，保证把成本控制在合理范围之内。
图 2 虚拟阻尼添加（Rv）
2.2改进控制目标
为了能够有效降低恒功率控制下产生的振荡，应该通过改进控制目标的手段，有效增加时间常数，同时降低振荡产生的几率。改进控制目标时，可以在控制环当中加入一些相位校正的环节，但是这样一来虽然能够增加系统稳定，却会导致变换器的动态性能下降。实际应用时，应该注重对于控制目标开展合理分析[2]。
2.3增加抑制振荡的电力电子装置
为了能够促进电力系统稳定，还可以利用增加抑制振荡的电力电子装置的方式，来有效保证降低转子侧的电流跟踪比例系数。抑制振荡对于电力电子装置来说很重要，对于新能源的发电厂必须要保证改造发电的单元变换器。具体实施过程中，阻尼次同步振荡的装置被我们称之为SSD，能够利用并联、串联以及混合型三种方式，针对系统进行稳定维持。在发电机的一侧安装SSD，这类的SSD被称为GTSSD，能够有效降低发电机的轴系扭震角速度，从而保证电力装置的稳定，现阶段的GTSSD已经在我国很多发电厂当中都有了应用，并且还能够针对一些串补电容以及HVDC引起的次同步谐振进行合理抑制。
结论：综上所述，在当前的电力系统装置分析与使用过程当中，为了保证电力系统的整体稳定，必须要能够结合有效的抑制振荡手段，增加虚拟阻尼，改进控制的目标，并且增加一些能够有效抑制振荡的电子装置，提升电力系统运行的质量，还能够保证电力系统朝向高技术化不断发展，促进我国电力事业的建设发展。
参考文献：
[1]姜齐荣，王亮，谢小荣.电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施研究[J].高电压技术，2017，43（04）：1057-1066.
[2]袁小明，程时杰，胡家兵.电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题[J].中国电机工程学报，2016，36（19）：5145-5154+5395.
论文作者:王绪启,陶星宇,高英鑫,徐宗章,王天泽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/16
标签：装置论文; 电力系统论文; 电力电子论文; 抑制论文; 阻尼论文; 变换器论文; 电力论文; 《电力设备》2018年第32期论文;