【正文】 線路電抗的百分比設(shè)計(jì)并且也只能離散化調(diào)節(jié)改變補(bǔ)償量。事實(shí)表明，一個(gè)移相器提供的補(bǔ)充性阻尼效果不僅是網(wǎng)絡(luò)放置方式所起的作用，而且也依賴于電容器的補(bǔ)償水平。移相器也可以用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率以及給扭轉(zhuǎn)模態(tài)提供補(bǔ)充性的阻尼 [10]。 當(dāng)一個(gè)進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)的自然頻率和汽輪發(fā)電機(jī)組的扭轉(zhuǎn)模態(tài)相互作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生次同步振蕩效應(yīng)，由此生成一部分與轉(zhuǎn)子速度偏差同相的次同步轉(zhuǎn)矩 [3]。次同步振蕩能引起汽輪發(fā)電機(jī)組件軸系疲勞，這種疲勞直接縮減了汽輪機(jī)軸承的使用壽命。 為了驗(yàn)證分析結(jié)果，在第二個(gè) IEEE SSR 的研究基準(zhǔn) 上運(yùn)用 詳細(xì)的非線性發(fā)電機(jī)模型 進(jìn)行了數(shù)字式計(jì)算機(jī)的研究。在這篇文章中將會(huì)介紹一種抑制次同步振蕩的方法，這種方法 使用晶閘管控制的移相 器 調(diào)制發(fā)電機(jī) 的 有功功率 。 高級(jí)會(huì) 員， 匹茲堡大學(xué) 電氣工程系，賓夕法尼亞州 匹茲堡市 15261） 摘要： 大型汽輪發(fā)電機(jī)中的次同步振蕩現(xiàn)象是汽輪發(fā)電機(jī)軸系和電力網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)電容補(bǔ)償相互作用的結(jié)果。結(jié)果表明，當(dāng)移相器使用合適的控制信號(hào)和有一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆胖梅轿粫r(shí)，所有 IEEE 第二基準(zhǔn)下的系統(tǒng) — 1 的扭轉(zhuǎn)模式都能夠被成功抑制。 除了串聯(lián)電容器以為，系統(tǒng)中還存在著其它的次同步振蕩源諸如高壓直流輸電系統(tǒng)或電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等 [3]。從那時(shí)起這個(gè)問(wèn)題開始受到學(xué)術(shù)界 [5,6,7]的極大關(guān)注，并且新的分析方法不斷得以推出。 1988 年 9 月 1 日提交了手稿，于 1989 年 1 月 19 日印刷） 這些方法包括使用動(dòng)態(tài)電感，電阻模塊以及利用傳輸電流反饋控制來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出功率。 在電力網(wǎng)絡(luò)里移相器的放置方式能夠影響功率的調(diào)節(jié)。如圖一所示這個(gè)系統(tǒng)包含有一個(gè)兩極，容量為 600MVA，極端電壓為 22KV 的汽輪發(fā)電機(jī)組，這個(gè)發(fā)電機(jī)組通過(guò)一個(gè)三線網(wǎng)絡(luò)連接到無(wú)窮大系統(tǒng)，三線網(wǎng)絡(luò)中的兩條平行輸電線中的一條是串聯(lián)電容器補(bǔ)償。最后一個(gè)扭轉(zhuǎn)模態(tài)對(duì)于其特征值來(lái)說(shuō)有一個(gè)很小的實(shí)部，因此它的時(shí)間衰減率（或增加率）是微不足道的，所以這種模態(tài)阻尼是可以忽略的[11]。 圖二所示是一幅相移電路， 它的輸出是 Φ 且輸入是 Δω，控制信號(hào)由方程（ 1）中的傳輸函數(shù)描述。在分析中，使用的 G 的最大值是 15，而在仿真中所用的 G 是 5。模態(tài)速度偏差量 Δωmode 可以通過(guò)公式（ 2）利用轉(zhuǎn)軸速度偏差量 Δω計(jì)算得到。耦合機(jī)電彈性模塊系統(tǒng)的線性方程可以描述成 X=A*X （ 3） 這里 A 是 1919 的常數(shù)矩陣 X=[Δid, Δif, ΔiD, Δiq, ΔiQ1, ΔiQ2, ΔωEXC, ΔδEXC, ΔωG, ΔδG, ΔωLP, ΔδLP, ΔωHP, ΔδHP,Δi2d, Δi2q, Δvcd, Δvcq, Δα]T 在公式 3 中 ， i2d， i2q 為 2 號(hào)線 d 軸和 q 軸電流， vcd 和 vcq 為電容器 d 軸和 q軸電壓。 二 結(jié)果 鑒于電容器的存在，模態(tài) 1 和模態(tài) 2 的阻尼因子是負(fù)極性的，它們也是不同串聯(lián)補(bǔ)償水平作用的結(jié)果。圖 4 表示 T= 秒時(shí)分別在例 11， 12 和 13 三種情況下模態(tài) 1 的阻尼因子。 例 2： G=5 且 T= 時(shí)把 模態(tài)速度偏移量作為移相器的控制信號(hào) 例 21：把模態(tài)速度偏移量 Δω1作為控制信號(hào) 例 22：把模態(tài)速度偏移量 Δω2作為控制信號(hào) 特征值分析法表明（圖 7 和圖 8）當(dāng)把模態(tài) 1 作為控制信號(hào)時(shí)，抑制模態(tài) 1振蕩非常有效但對(duì)模態(tài) 2 振蕩抑制效果不明顯。 例 31：把 Δω1+Δω2作為控制信號(hào)。圖 10 中可以看出這種特征值分析結(jié)果。 177。(unstable) 注意： ωG是控制信號(hào)， G=10， T=， XC=55％ ， 表 2：阻尼依賴于控制信號(hào) Control Signal Eigenvalue ΔωG Δω1 Δω2 Δω1+Δω2 ΔωG+Δω1+Δω2 177。 177。 177。 177。 177。 注意：移相器裝在發(fā)電機(jī)端； G=10， T=。 沒(méi)有調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 在一定的運(yùn)行狀態(tài)和干擾中，低頻成分可能在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)中占主導(dǎo)地位，因此有必要從轉(zhuǎn)速信號(hào)中濾除低頻成分，這可以讓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)一個(gè)高通濾波器得以實(shí)現(xiàn) [15]。 對(duì)于一個(gè)階躍轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)，圖 11 中可看到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨移相器退出運(yùn)行時(shí)的時(shí)間響應(yīng)。從開關(guān) Tm3引入擾動(dòng)，在 秒時(shí)低壓缸的機(jī)械轉(zhuǎn)矩從每單位 變化為每單位 ， XC為線路阻抗的55％ 。圖 20 和圖 22 表示的是當(dāng)發(fā)電機(jī)端和 1 號(hào)傳輸線上裝有移相器時(shí)，模態(tài)速度偏移量 Δω1和 Δω2聯(lián)合抑制兩種模態(tài)振蕩。對(duì)于相移控制器一個(gè)較大的增益和一個(gè)較小的時(shí)間常數(shù)能夠提高移相器的有效性。移相器抑制次同步振蕩的效果也取決于電容器補(bǔ)償水平。凱鑫博士是 IEEE會(huì)員也是一名美國(guó)科學(xué)研究協(xié)會(huì)的成員。在卡內(nèi)基 梅隆大學(xué)獲得電氣工程博士學(xué)位后， Kusic加入了匹茲堡大學(xué)電氣工程學(xué)