（神华国能哈密电厂 新疆哈密 839000）
摘 要：新疆哈密地区是新能源同火电机组打捆外送基地，由于区域内交直流电网相对薄弱，当发生风电机组大面积脱网、直流换流站单极或双极闭锁、换流站切换阀组失败、交直流系统出现故障等情况，靠近换流站的汽轮机组极易发生次同步振荡（SSO）,威胁机组和电网安全，这就需要引进发电机轴系扭振保护（TSR）装置防止汽轮发电机轴系疲劳断裂,并进一步引进（SEDC）装置消除次同步振荡（SSO）隐患，保证发电机组和电网安全稳定运行。
关键词：次同步振荡（SSO）；轴系扭振保护（TSR）；附加励磁阻尼控制器（SEDC）
Uhv ac/dc power grid 660 mw generator synchronous oscillation suppression and SEDC research and practice
TaoSongLei, HuLiXin, LiuHongWang
Shen Hua GuoNeng Hami Power Plant，Hami,839000,China
Abstract: hami district, xinjiang is baling base out a new energy with thermal power units and ac/dc power grid due to the area is relatively weak, the wind generator when large area to take off the net, single or double pole block dc dc converter, dc converter switch valve failure, ac/dc system malfunction, etc., close to the steam turbine unit of converter station easily happened subsynchronous oscillation (SSO), and grid security threat unit, which requires the introduction of generator shafting torsional vibration protection (TSR) device to prevent the steam turbine generator shaft fatigue fracture, and further introduce (SEDC) device to eliminate hidden dangers of subsynchronous oscillation (SSO) to ensure the safe and stable operation of generators and power grid.
Keywords: SSO;TSR;SEDC
引言：在交流输电系统中采用串联电容补偿目的是为了提高线路输送能力、控制并行线路间的功率分配和增加电力系统暂态稳定的一种十分经济的方法。但是，串联电容补偿可能会引起系统的次同步振荡，从而造成汽轮机组的轴系损坏或断裂。次同步振荡产生的原因和造成的影响可以从以下三个不同的方面来加以叙述，即异步发电机效应、机电扭振互作用和暂态力矩放大作用。对于次同步振荡问题，主要关心的是由扭转应力而造成的疲劳损坏及轴系损坏。轴系损伤既可以由长时间的低幅值扭振积累所致，也可由短时间的高幅值扭振所致。由直流输电引起的汽轮发电机组的轴系扭振与由串联电容补偿引起的汽轮发电机组的轴系扭振在机理上是不一样的，因为前者不存在谐振回路，故不再称次同步谐振，而是称之为次同步振荡（SSO），直流系统引起的次同步振荡具有定电流（定功率）控制的直流输电系统所输送的功率是与网络频率无关，因此直流输电系统对汽轮机组的频率振荡不起阻尼作用，对汽轮发电机组产生的次同步振荡也不起阻尼作用。但这本身不足以构成次同步振荡的不稳定。只有在一连串不利因素同时作用时，才有可能造成次同步振荡不稳定。这些不利因素包括：
1、汽轮发电机组与直流输电换流站距离较近；
2、直流换流站发生单极或双极闭锁；
3、该地区发电机组与交流大电网联系薄弱；
4、该发电机组所在的大型换流站切换阀组失败；
5、该汽轮发电机组的额定功率与直流输电输送的额定功率在同一个数量级上；
6、新能源同火电机组打捆外送的系统风电机组大面积脱网；
7、交直流系统出现故障等；
1新疆哈密地区电源分布
新疆哈密地区输电网构架复杂，火电、风电、光伏、直流系统交错传输。区域电力系统，既有特高压直流输电换流站，又有大规模新能源基地，是风、光、火打捆的电源输出基地。国网哈密-郑州±800kV特高压直流工程（以下称天中直流），起点位于新疆哈密市南部能源基地，落点于华中电网河南郑州，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省，输电能力8000MW。2013年10月17日，±800kV天中直流双极低端系统调试正式启动，截止2016年底，天中直流通道配套发电企业超50家（图-1），其中风电装机容量8000MW，光伏装机1250MW，火电装机容量5280MW，随着天中直流工程投运，次同步振荡问题在哈密电网中凸显，对电力系统的安全和稳定运行产生严重威胁，次同步振荡的影响不仅包含HVDC、交流串补等因素，还增加了新能源系统中大规模电力电子设备等因素，使次同步振荡产生的机理更加复杂。
新疆哈密地区电网分布图（图-1）
±800kV天中直流双极低端系统投产后，新疆哈密地区部分新建火电机组TSR装置陆续投运，多次监测到次同步振荡并启动录波。2015年7月1日，某发电公司3台660MW运行机组发生持续性轴系扭振，最大扭振幅值高达0.53rad/s，持续扭振约200秒后达到机组轴系疲劳累计跳闸值，3台机组TSR相继发出切机信号并启动保护动作停机，两分钟内电厂损失外送电力1260MW，对华中电网产生了严重冲击。此次切机事件引起了国家电网的高度重视，派专人来电厂进行调研和技术指导，并组织中国电科院和西北电网专家开展试验检测和排查。同时段内本区域其它火电机组连续监测到相近频率的次同步振荡信号，哈密山北变接入风电场的各条线路也出现不同程度的次同步谐波电流。
机组扭振跳闸发生后电厂高度重视，联合多家单位人员进行分析，以下是3台机组发生扭振切机的分析数据（具体参数见下图的分析结果）。
#1机组录波（红色—机头模态1；绿色—机头模态2；蓝色—机头模态3；紫色—保护启动；粉色—保护动作）（图-2）
论文作者:陶松磊,扈立新,刘洪旺
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：机组论文; 哈密论文; 电网论文; 汽轮论文; 新疆论文; 系统论文; 火电论文; 《电力设备》2017年第20期论文;