多机电力系统扭振相互作用的研究综述

[14]，他们利用特征值分析法首先得到了双机系统的所有振荡模式，而后将上述两台发电机等值为一台机进行分析，等值过程中仅需将等值机的容量扩大为每台机容量的2倍，同时机组的惯性时间常数、轴系的弹性系数和阻尼系数以及外部电气线路参数都要折算到新的基准容量下，表1给出了等值机系统参数与双机系统参数的比。通过对比发现，在这种运行状态下，双机系统的共模特征值的轨迹与等值发电机的特征值轨迹几乎重合，对等值机轴系扭振特性的简化几乎不会影响系统SSO分析，因此得出结论：当完全相同的发电机组耦合时，可以引入等值发电机将系统简化为单机系统来研究系统的SSO稳定性，这种处理方法简单合理并且已经得到了广泛应用^[15-17]。

    如第2节所述，强耦合的两台相同发电机运行在不同的负荷水平时，机组间的电气关系不再对称，文献[16]给出了此时机组间扭振作用的特性。该文认为，对应于系统扭振频率范围内(5~50Hz)的各组模式，其振荡频率相差较小，机组间的扭振相互作用不能忽略，所以此时不可采用只保留待研究机组的简化方法；同时由于机组的阻尼与其负荷水平相关，负荷越高则阻尼水平越高，当两台相同发电机组负荷水平不同时，由于机组之间的扭振相互作用，高负荷水平机组的部分阻尼会转移到较低负荷水平的机组上^[9,15]，因此也无法将其直接等值为一台机。针对这个困难，Agrawal B.L.等人曾提出了计算相同机组在不同负荷水平下的系统等效机械阻尼的方法^[15,17]，如式(2)所示。

式中σ_ef 为K个并列运行发电机的等效机械模态阻尼；σ_i=(i=1,2^...,k) 为系统中每台发电机的机械模态阻尼。
    对于参数相同，但又运行于不同负荷水平下的强耦合发电机组，可用式(2)计算得到所有机组的等效机械阻尼，通过与系统电气负阻尼比较来判断是否会发生SSO。该式非常简单，所需参数也易于获得，从并列机组的阻尼意义上讲，该式也可以看作是一种将多机系统等值为一台发电机的方法。

5  结束语
    (1)发电机之间等效电气耦合弹性系数比机组轴系质量块之间的机械弹性系数低一个数量级，电气耦合的强弱影响着机组之间扭振相互作用的大小。
    (2)发电机组间的扭振相互作用随机组自然扭振频率差值的增大而锐减，通常，当机组自然扭振频率差值超过 时，可以认为发电机组之间不会产生扭振相互作用。
    (3)对于同一电厂中的发电机组，如果其机械轴系完全相同且电气耦合完全对称，那么在进行SSO分析时可以将其等效为一台机组，等值时仅需将等值机的容量设定为需要进行等值的所有机组的容量之和。如果机组间电气耦合不对称(一般由不同的负荷水平引起)，也可对其进行阻尼意义上的等值。
    (4)对于位于不同电厂的发电机组，不管其机械轴系参数是否相同，相互之间都不存在明显的扭振相互作用，因此可以只保留待研究机组，而将其它机组简化为固定电压源。

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