[00735565]采用附加励磁阻尼控制和扭振保护抑制次同步谐振的研究及工程应用

大型火力发电厂利用串补技术远距离向电网送电已成为中国500kV系统重要的输电方式。串补输电技术能大幅提高输电稳定极限，实现远距离大容量送电，但易引发次同步谐振(简称SSR)，危及电网和机组的安全稳定运行。因此，次同步谐振已成为中国远距离大容量输电的关键技术难题。该项目以内蒙古上都电厂串补输电系统为主要研究应用对象，研发了基于附加励磁阻尼控制(简称SEDC)和扭振保护(简称TSR)解决大容量远距离串补输电系统次同步谐振问题的整套技术和装备。该项目研发了一套完整的次同步谐振分析、控制、保护和试验技术，并实现了技术的工程应用。SEDC和TSR是所研发的技术的核心。SEDC通过对机组励磁的连续闭环控制提高机组的次同步电气阻尼，有效抑制多模态次同步谐振；TSR实时辨识机组轴系扭振的趋势和强度，必要时通过快速和选择性切机措施保护大型汽轮发电机组。项目开发了实用的附加励磁控制和扭振保护装置，并在上都电厂成功应用，通过现场试验和运行中电网事故的考验，验证了其解决串补输电系统SSR问题的有效性。主要技术创新点：该项目在一系列关键技术上取得突破，包括：多机多模态特征值分忻与非线性时域仿真相结合的SSR评估与控制设计技术；基于遗传-模拟退火(GASA)综合算法的SEDC鲁棒优化技术；基于IE61131-3标准的SEDC馍块化和组态化实现技术；采用机端电气量和扭振特征检测的TSR快述动作判据及选择性协调切机技术；SEDC/TSR的静态和实时数字仿真(RTDS)试验技术；基于轴系扭振激发-抑制试验的控制与保护参数优化技术；以及SEDC/TSR与串补输电网的联合试验技术。这些技术成果大多具有原创性，与其他方案相比，该项目技术具有功能全面、效果显著、占地少、投资省、调试维护简便等突出优点。应用领域与推广前景：该项目研发的技术和装置已在国内上都、伊敏，陕西锦界、府谷、盘南等5个存在SSR问题的大型火电厂中正式投入运行。其中，SEDC装置投运10套，TSR装置在18台发电机组上共投运32套。该成果适用于包含大型汽轮发电机组、串补、直流输电或其他可能引发次同步谐振或振荡的机、网系统，用于系统的控制和保护。研发的分析、控制、保护和试验技术以及SEDC和TSR成套设备均可推广应用于其他电厂和电网。该项目的整体技术处于国际先进水平，其中基于遗传-模拟退火综合算法的SEDC优化鲁棒控制技术、采用机端电气量和扭振特征检测的综合快速动作判据和多机协调切机技术处于国际领先。SEDC+TSR综合方案的研究及工程实施，为中国火电厂远距离送出(500kV+串补，直流送出)解决次同步谐振问题提供了一条既经济又可行的新路，对中国能源基地大型坑口电厂电力外送具有重要的现实意义。