摘要：随着我国互联电网规模的快速发展，尤其是（可控）串联补偿装置和高压直流输电的广泛应用，电力系统的次同步振荡问题已经变得比较突出。本文介绍了电力系统次同步振荡问题的起因与危害，以及引起的次同步振荡现象的主要内容，指出了需要进一步关注和研究的问题。
关键词：电力系统；次同步振荡
1 次同步振荡问题的起因与危害
电力系统常见的失稳模式有振荡失稳和单调失稳等。次同步振荡属于系统的振荡失稳，它是由电力系统中一种特殊的机电耦合作用引起的，其最大的危害是，严重的机电耦合作用可能直接导致大型汽轮发电机组转子轴系的严重破坏，造成重大事故，危及电力系统的安全运行。早在20世纪30年代，人们就发现发电机在容性负载或经串联补偿电容补偿的线路接入系统时，在一定的条件下可能会发生“自励磁（Self Excitation）”现象。此外，投切空载长输电线路时，由于线路分布电容的存在，在某些运行情况下也可能会引起“自励磁”的问题。一般来说，“自激”可分为两种：同步“自激”和异步“自激”。由于不当的参数配合或系统进入不当的运行方式，使电力系统中的上述“自激”条件得到满足，且这时发电机组仍运行在同步运行状态，在这种情况下发生的“自激”是“同步自激”。当发生异步自励磁时，同步发电机定子电流中的次同步频率（即定子回路电感和电容的谐振频率）分量，是靠同步发电机对此分量发出的异步功率来维持的，是一种单纯的电气谐振振荡。在此谐振频率下，同步发电机相当于一台异步发电机，它提供了振荡时所需要的能量。这种自激方式通常又称为“异步发电机效应”或“感应发电机效应（Induction Generator Effect）”。尽管感应发电机效应在实际电力运行中早已被人们发现，并观察到了所伴随的次同步频率自激振荡现象，但由于早期发现的这种振荡造成的危害不大，而且问题很快得到了解决，所以这个问题并没有得到人们的特别广泛关注。
次同步震荡产生原因分析：
交流输电产生次同步震荡的原因分析，输电系统为了提高输电能力和增加瞬态稳定性，有时在电网中串联补偿电容，使整个电网形成R-L-C 回路，此回路将发生次同步谐振。次同步谐振是电力系统的一种运行状态，在这种状态下，电气系统与汽轮发电机组以低于同步频率的某个或多个网机（电网或电机）联合系统的自然振荡频率交换能量。由次同步谐振导致的感应发电机效应，可能出现负阻尼，使次同步电气振荡不衰减或增强。当次同步电气振荡频率e f 与机组轴系某阶扭振固有频率n f 互相耦合，即 e n N f + f = f （ N f 为工频），将产生次同步机电谐振。直流输电产生次同步振荡的原因分析高压直流输电（HVDC）引起SSO 的原因在于直流控制器的作用。发电机转子上微小的机械扰动，将引起换相电压尤其是其相位的变化。在等间隔触发的HVDC 系统中，换相电压相位的偏移，
2电力系统谐振消除及防治的措施
电力系统在正常的运行过程中，铁芯磁通通常密度低，处于不饱和状态；然而若由于各种原因而导致铁磁谐振现象发生时，铁芯磁通的密度就会大大增强，并且达到饱和，引发过于强大的过电流呀和过电流，从而破坏电力系统，使其瘫痪并导致大面积停电事故，给人们的生产生活带来很多负面影响。因此，我们应积极寻求对策。
2.1防止谐振的一般措施
为了避免谐振现象的发生，首先，断路器在工作时最好能保持同期性。由于在非全相的条件下运行是导致谐振过电压频繁发生的主要原因，因此保持断路器工作的高度同期性，避免在非全相的情况下运行，可以大大降低谐振过电压发生的可能性。其次，充分发挥小电抗会串联谐振的阻碍作用，把小电抗安装在并联电抗器中，防止其在非全相中运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，对能够产生自励磁的条件进行积极阻扰和破坏，使问路参数大于谐振范围，避免电力系统谐振现象产生。
2.2防止谐振的具体措施
2.2.1在系统的中性点位置安装阻尼电阻
在PT中性点与地面之间，串接一个该系统的消谐器，因为PT中性点与地面不接触，使得系统可以畅通运行。当系统某相与地面相接触时，健全相，故障相以及地面直接可以互通有无，密切合作。因此当接地时，涌流将不会在互感器绕组的情况下产生，从而避免了铁磁谐振过电压。然而，一旦系统某相与地面不再接触时，在健全相，故障相之间的良好通道也随之消失不见，只好经过高压绕组，引起铁芯密度升高，处于饱和状态。因此能否精确计算并限制电容电流，正确选择电阻的大小就显得格外重要。
2.2.2选择正确的操作方式
能否选择正确的操作方式，有效合理的进行操作是是否能够防止铁磁谐振的关键。在母线停电的状况下，一定要严格按照规定顺序进行操作，PT隔离柜开关应该在拉开进线开关之前，并且操作顺序应该与送电时的操作顺序相反。若电力系统在送电的过程，突发铁磁谐振过电压现象时，应立即采取措施在开口绕组的地方串联个合适瓦数的电灯或电阻，或者暂时拉开PT中性点，从而对谐振过电压起到抑制作用。
2.2.3选择合适的PT，加装电压互感器
PT是地理系统中的重要组成部分，因此，选择高性能的PT会对系统的正统的运行起到促进作用。在选择PT的过程中，应尽量避免铁芯密度过大，过度饱和，同时还应选择具有高性能自励磁的PT，并在其中性点位置以及地面之间串联个电压互感器，更好的降低电力系统铁磁谐振过电压发生的可能性，保证系统的正常运行，促进电力事业的发展。
以上仅仅是部分消除谐振过电压的方法，若不能取得良好效果，还可以通过选现线的办法来消除谐振过电压，一旦发现某线路存在故障时，应该毫不犹豫立即切除。但是在实际的工作中，能够按照选线原则准确和迅速的确定故障路线，无疑是一个非常具有难度的任务，一旦难以抉择时往往会浪费时间和精力，因此相关工作人员在监测并消除谐振过电压时，一定要具体问题具体分析，制定切实可行的方案，以提供工作质量，为人们生产生活提供给强有力的保障。
3结语
电力系统的不断发展，电力系统的单机装机容量越来越大，电网的互联不断扩大了电力系统的规模，同时使系统的结构和运行方式日益复杂。特别是随着基于大功率电力电子技术的新型电力设备在电力系统的广泛应用，电力系统次同步振荡的研究必须面对新的问题。由于这些以大功率电力电子器件为基础的新型输电装置，如：HVDC系统以及FACTS装置一般都具有电力电子器件不连续工作的特点，无论是这些装置本身的不连续工作特性还是由此引起的电力系统拓扑结构的频繁变化，都会给电力系统次同步振荡的分析带来新的内容。当然，这些设备所具有的灵活调节控制能力，也会给次同步振荡的有效抑制提供新的手段，所有这些问题，无论是挑战还是机遇，都是值得深入研究的。
参考文献
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论文作者:焦毅群
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：谐振论文; 电力系统论文; 过电压论文; 系统论文; 发电机论文; 电网论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第22期论文;