基于阻尼转矩分析法的储能系统抑制系统低频振荡 power system low-frequency oscillations suppression with energy storage system based on dta.pdfVIP

第33卷第12期 电力系统自动化 V01．33No．12 2009年6月25日 AutomationofElectricPower 25，2009 Systems June 基于阻尼转矩分析法的储能系统抑制系统低频振荡 陈 中，杜文娟，王海风，高 山 (东南大学电气工程学院，江苏省南京市210096) 摘要：对储能系统提高系统低频振荡稳定的机理进行研究。将阻尼转矩分析(DTA)方法扩展至包 含储能元件的复杂多机系统，研究了储能元件阻尼转矩的产生、传递、分配及影响模态阻尼的机理， 在此基础上提出了基于DTA的储能系统安装定位、附加稳定控制通道选择及稳定器参数配置的 整定方法。计算结果和仿真表明，通过DTA方法能正确揭示储能系统抑制低频振荡的机理，同时 也验证了储能系统整定方法的可行性。最后给出了该方法在实际大规模电网中应用的实例。 关键词：低频振荡；阻尼转矩法；储能系统；阻尼 中图分类号：TM712；TM761 STATCOM 0 引言 变压器 电池储能 一一一一一一一一一一一一1 r～一一一一一一一一一～一一一一一一1 电力系统中装设储能系统(ESS)是可再生能源VE堪 大规模利用的必备条件。ESS的相关应用研究在国 VEtb veto 际上正在逐渐展开[1‘3]。ESS可以对有功和无功同 时进行调节，从而增强电力系统小干扰稳定性，国内 对地电压；LE和RE分别为变压器电感和电阻：Ca。和‰分别为直流电 外对此也开展了研究工作[4。7]。文献[4—7]对各种 容和电容电压；电池模型用理想直流电压源Vs和串联电阻Rs来描述 ESS对系统稳定性的影响开展了研究，仿真和现场 图l STATCOM／BESS的三相结构示意图 试验结果表明ESS能够向系统提供正阻尼，可以有 Structureof Fig．1 STATCOM／BESS 效改善电力系统稳定性。文献1-53对于ESS抑制电 力系统低频振荡的机理进行了初步探讨，但都没有 在系统稳态过程中，储能系统电容电压保持不 对ESS参数整定提出可行方法。本文围绕机理和 变，为Va。r。在系统暂态过程中，如果电容电压降 整定方法展开研究。 基于经典控制理论的阻尼转矩分析(DTA)方功率；如果电容电压过高，则电池从系统吸收有功功 法是建立在发电机转子运动所获得的阻尼转矩这一 率；两者相等，则电池与系统不发生有功功率的交 实际概念上，物理意义清晰，已实际应用于电力系统 换，此也为抑制低频振荡的物理解释。 稳定器(PSS)抑制振荡机理的探索。本文应用 DTA方法研究储能装置抑制低频振荡的机理，在此 功功率控制器。无功功率控制器控制电压幅值，有 基础上提出了基于DTA的ESS定位以及稳定器通功功率控制器控制电压相角，在用于低频振荡抑制 道选择和参数配置的装置整定方法。 时，可分别在这2个控制器上设计附加阻尼控制器。 传递函数框图