风电并网系统振荡定位研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

本次毕业设计需主要调研有关三个方面的内容。第一，电力系统强迫振荡分析；第二，电力系统强迫振荡扰动源定位的一般方法；第三，基于能量函数的电力系统强迫振荡扰动源定位常用方法，现综述如下：

1. 电力系统强迫振荡分析

（1）强迫振荡形成机理

文献[1]~[3]阐明了强迫振荡的基本形成原因和基本理论。阐明了低频振荡的起因主要有3方面:①由于系统调节器的作用,基于线性系统理论可知,系统的特征根发生变化且产生附加的负阻尼 , 抵消了系统的固有正阻尼,导致增幅振荡;②系统的输入或扰动信号与系统的自然频率存在某种特定关系时会诱发谐振 , 当其处于低频区域时表现为低频振荡 ;③由于系统非线性特性的影响使系统在某些运行范围内稳定结构变化 ,引发低频振荡。文献[7]、[8]指出当发电机受到外界的周期性扰动且该扰动频率与系统原有的自然振荡频率相同或者接近时，就会引起系统大幅度的振荡，它具有起振速度快、起振后振荡幅值基本保持不变以及扰动源消失后振荡衰减速度快等特点。

（2）强迫振荡的分析方法

1. 特征值分析法

特征值分析法作为研究电力系统强迫功率振荡问题的最基本方法，包括全部特征值法以及部分特征值法[9]。

1. 数值分析法

数值仿真法一直以来是电力系统运行、分析、决策不可或缺的手段之一，其重要性在电力系统的暂态稳定分析中尤为可见，数值仿真法的思想是在给出全系统微分方程、代数方程后，运用数值方法求得系统的时间响应。当数值仿真法应用于电力系统的小干扰稳定性分析过程中时，其基本思想是对系统施加特定的小扰动，并观察系统受到小扰动后相关参数随时间的变化，以便判断系统频率和阻尼[10]。

1. 信号分析法

信号分析法是目前电力系统小干扰稳定性分析中最重要的方法，其基本原理是提取系统仿真数据或者实测数据的信息，通过辨识得到系统完整的振荡模式。傅立叶变换、Prony 分析、卡尔曼滤波、自回归滑动平均算法算法(ARMA ，Auto-Regressive and Moving Average)、小波变换等数字信号处理方法都属于信号分析常用的方法[11]。

2、扰动源性质分析

文献[12]以单机无穷大系统以及多机系统为例，阐述了周期性负荷形成系统强迫功率振荡扰动源的原因。文献还进一步研究得到：周期性负荷的持续扰动带来了发电机电磁功率的持续性同步扰动，因此可以理解为是在发电机机端侧施加了与负荷扰动同频率的周期性强迫源，当该频率与系统固有的自然振荡频率相接近时就会激发系统产生强迫功率振荡。