次同步振荡数据分析方法及应用在电力系统中，有很多情况会发生次同步振荡，我们如何对其进行有效分析 是研究次同步振荡问题的关键1.理论基础：对于次同步振荡的问题，我们在研究这个问题的时候应该首先了解次同步振 荡的常见基本类型和分析方法1.1常见的基本类型：第 1 类形态源于旋转电机的轴系扭振，中旋转电机包括大型汽轮机组、水 轮机组、1-3 型风电机组和大型电动机；系统中的串联电容、高速控制装备/器（包 括SVC、LCC-HVDC、VSC-HVDC、PSS/电液调速）以及进行投切操作的开关等对机 械扭振做出反应，能导致机组在对应扭振模式上的阻尼转矩减弱乃至变负，成振 荡的持续乃至放大第2类形态源于电网中电感（L）-电容（C）构成的电气振荡，交流串补电网、各 种滤波电路以及并联补偿都存在构成 L-C 振荡的电路元件，从电网来看，于网 络元件具正电阻特性，会导致该L-C振荡的持续或发散，旋转电机（包括同步/异 步发电/电动机）或者电力电子变流器在特定工况下可能对该振荡模式呈现“感应 发电机/负电阻”效应，负电阻超过电网总正电阻时，可能导致 L-C 振荡发散； 当然，机或变流器也会改变等值电感/电容参数，而在一定程度上改变振荡频率。
第 3 类形态则源于电力电子变流器之间或其与交流电网相互作用产生的机 网耦合振荡，第 1、 2 类形态不同，这一形态往往难以从机组或电网侧找到初始 的固有振荡模态，果基于阻抗模型来解释，也可以看作是多变流器与电网构成的 “虚拟阻抗”在特定频率上出现串联型（阻抗虚部 、实部 或并联型（阻抗无穷大）谐振的现象 ° ）1.2次同步振荡分析的基本分析方法：1.2.1 筛选法包括机组作用系数分析法；阻抗扫描分析法，主要用于定性分析与筛选，从众多发电机中筛选出存在次同步振荡风险的机组及运行工况，其计算方法简单，不需要发电机组轴系等详细参数，但是分析结速度快，所需要的基础数据较少， 果误差较大SC )1 — i—SC丿TOTSHVDCSi1）机组作用系数分析法：UIFi其中UIF为第i台发电机与直流输电之间的作用系数；S 为直流输电系统i HVDC的额定容量（MW）； S为第i台发电机组的额定容量（MVA）； SC •为直流输电 ii整流站交流母线上的三相短路容量，计算该短路容量时不包括第i台发电机组的 贡献，同时不包括交流滤波器的作用；sctOt为直流输电整流站交流母线上包括 第i台发电机组贡献的三相短路容量，计算该短路容量时不包括交流滤波器的作 用。
研究表明：若UIF <0.1,则可认为第i台发电机与直流输电系统之间没有显i著的相互作用，不需要对该态下的次同步振荡问题进一步研究；反之需要进一步 研究2）阻抗扫描分析法： 该方法中，将研究的系统用正序网络来模拟；除了待研究的发电机外，网络 其他发电机用次暂态电抗等效，而待研究的发电机用异步发电机等效模型等效 针对各个频率，计算从待研究的发电机转子向系统侧看过去的 SSO 等效阻抗，并 根据等效阻抗的实部和虚部随频率的变化的曲线，对次同步谐振风险进行初步估 计对于单机串联补偿系统，因为补偿度Kv1，在0~50Hz内必然存在一个串联谐 振频率，若在该频率点等效电抗为零，则存在次同步振荡问题，需进一步研究； 对于多机系统或者有并联的其他线路时，会存在电抗跌落现象，等效电抗跌折率 定义如下：X - XDIP% = max min X 100%Xmax如果等效电抗达到极小值的频率点与机组轴系扭振自然频率接近互补（或频率互补时计及 3Hz 的误差范围，且跌折率大于 5%，就可能存在扭转相互作用或 者扭矩放大作用；则，则可以排除此现象的发生1.2.2 精确分析法特征值分析法、复转矩系数分析法、时域仿真分析法，可以精确和定量研究 系统次同步振荡的详细特性，但需要发电机轴系参数等详细信息数学模型、计算 复杂、速度慢，主要用于次同步振荡问题的深入分析。
2.数据分析2.1哈密数据分析4|:|旳垃 m DOJ 2LLODQ■>3 ：^i：oa.oooEJ 2D. ODDi?j 笑VtLDDDw on： ixl maDD 40 DQ.aOQLBj 杷：21L DUD09 eg oo. aoti|hhjiTiiini^i--uj.JDR 5h 4tLQaQw on： ixl maJtWatiE砂（■苛闫*-J-l=ts«1PMU1-U1冷＜1』吟壮=4|運37.1Q3D9M7G2 占 M1CB5MM35rAiCi3M1BZB MB31pimui-01 7沁丄祖毛丘■■凶：旳4E.5观M:泊沾£20二］图1：次同步振荡波形1）对其进行频率分析从图2中可以发现系统在25.781Hz,26.367Hz,26.758Hz附近发生次同步谐振此时，电气系统的自然振荡频率与轴系某质量块的扭转频率互补，发生轴系扭矩振荡2）对其进行 Prony 分析PMU1-017M=Affl电遷氈曲书 OO.DGD00： 46 ID. DDO□ 9 4B 2CLD33□ 9 ED QCLlXOm：E]： 4.D. DDDD9 53 2D. 03309 圧：g ODD[tih:inin：3E.zzz|Trincrtfff*理注理■fflilVfrf載尼二0«12974a ooa丽■OJM20«22776aaaQI4qg |aEJH2324-aoo0.11H3.1I2d回匕己妙a®a 0650B01B1I1ama az£_23~l:回怖247UCUM-0J1270<7Q24Iacoaon-i1—n 4-—■- ■— ■—__ ,2jW:45 03.000o?伍08■测5 4 33 3 3of 帧 D^.aaa®：45 De. ona从图3 中可以看到系统的阻尼比为负，由特征值分析法我们可以知道当阻尼 比为负时，表明系统阻尼为负，为不稳定运行点，将出现增幅振荡。
2.2沽源数据分析:i >K ■KC ■]T 旳论I 2：■壬同1旺贰血 Ul."^ lOLFlIira 4^dhwh 3RMF*a bi^^TPlI^-fia.ard5rti I爲王買孤陋管“ IlLFar^JEP.QrjMLL.5Kt5 [罔壬环甌帼囂抽 Dl-d arafcJliz-0.c!a*][HP图4：沽源事故数据录波对其进行信号频率分析结果如图 5 所示：SO.OODHeBO.OODHe图5：信号频率分析图由图五可以看到系统发生事故的录波频率为50Hz，通过分析多组数据最后 得到该频率基本维持在49.5~50.5Hz之间，所以可以排除进一步对此数据进行序量分析，结果如下图所示：■TS?Mfr瓷讥1-1=.烷 -： lf-3-T■'■■1ITcJ ■.7J故级43 I.T3T前 38严1 5K-1^ 1 号主 KftHPI'J-5 IJ2i：i 145M-o惟丫H 1KIZ-14 OS'32 5KDV 1 号XEEEM1^%■* UQ-fl 013ft'D Q17TD £l：IETZl.E7■: :::+■•丄:II.-I:护I]-0 (MM-o CK1o 0«施-L5?血pg 5KUV沪TZD 005AD DD41O.QO4AZ42 R0*1D：5U1^ 眉也皿S 10i：i W2A-0 l：n：lLii：i (iD£kZ-13 斷图 6：序量分析从图 6 中可以分析出系统中只有正序电压和正序电流，并没有负序和零序电 压电流。
系统发生了快速等幅振荡，但是并没有发生次同步振荡3 总结通过对事故发生的录波可频谱的分析，可以判断是否发生了次同步振荡，并 且可以分析出来波形变化的原因，判断振荡类型。