电网系统振荡是指电力系统中并列运行的发电机组或电网部分之间,由于电磁参数(如电压、电流、功率)和机械参数(如功角、转速)的周期性变化,导致系统失去同步运行状态的现象。具体可分为以下类型和特点:
一、振荡的类型
同步振荡 发电机输入/输出功率变化时,功角δ滞后于电压变化,系统通过多次振荡后稳定在新的功角值下运行。此状态仍保持同步,但功角持续摆动。
异步振荡
由于电网扰动(如短路故障、大容量设备切除)导致发电机失去同步,进入非同步运行状态。此时发电机与电网频率、电压不再同步,系统会出现较大的功率波动。
低频振荡
并列运行的发电机在轻微扰动下产生的频率为0.2-0.5Hz的持续振荡,通常与同步振荡相伴生,但频率较低且更稳定。
二、振荡的原因
静态稳定破坏: 输电线路输送功率超过极限值,或电网短路故障导致大容量设备切除。 动稳定破坏
电力电子设备影响:谐振电路或电力电子设备的非线性特性可能激发新的振荡模式(如宽频振荡)。
三、振荡的危害
设备损坏:电压、电流的剧烈摆动会加速设备绝缘老化,甚至引发短路故障。
电网崩溃:严重时导致部分发电厂停电,引发连锁反应,造成大面积停电。
经济损失:修复故障、恢复供电需消耗大量资源。
四、典型现象
电气量波动:电压、电流、功率表指针周期性摆动,发电机发出有节奏的轰鸣声。
系统稳定性下降:振荡中心电压最低,离中心越远电压波动越小。
五、处理措施
控制策略:采用同步振荡阻尼器、电压稳定器等设备抑制振荡;
电网重构:调整电网接线方式,降低联络阻抗;
设备维护:定期检修设备,避免因故障引发振荡。
综上,电网振荡是电力系统稳定性受损的典型表现,需通过综合调控和设备保障维持系统安全运行。