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以往研究水力系统对电力系统低频振荡的影响通常建立在单机无穷大系统模型基础上,虽有学者研究复杂水力系统下的低频振荡问题,但都是针对具体问题,并没有给出水力系统影响的一般规律。岔管引水系统具有复杂的水力耦合现象,本文将建立基于岔管引水的水机电耦合系统模型,采用状态空间特征根分析法研究岔管引水系统对低频振荡的影响。 本文以一管双机扩大单元接线机组为研究对象,建立了水机电整体系统数学模型,其中,水力系统采用二阶弹性水击模型,发电机采用适合小干扰稳定分析的海佛容-飞利浦斯(Heffron-Philips)模型。通常,欠阻尼机电振荡是导致电力系统低频振荡的重要原因,本文通过参与因子划分系统的振荡模式,利用特征分析法对划分得到的机电模式进行计算分析,并采用特征根灵敏度分析法研究水力参数对机电模式的影响。 研究了岔管引水系统水力参数对低频振荡的影响。结果表明,岔管引水系统各管段水力参数对机电振荡模式影响很大,各管段管道都存在一个长度范围使得机电模式阻尼比最小,且机电模式阻尼比随公共管道和尾水管道特性系数变化的曲线都出现断点现象,这是因为机电模式受到了弹性水击的影响。 通过对采用岔管引水和单元引水下系统机电模式阻尼比的计算,表明水力耦合对低频振荡的影响亦是显著的。在公共引水管道较短的一个长度范围内,采用单元引水可以使系统获得较大的机电模式阻尼比,但引水管道较长时,采用岔管引水更有利于系统机电模式阻尼比,并且水力耦合几乎不会对发电机阻尼分配产生影响。此外,岔管引水系统对机组之间的低频振荡影响也很大。计算结果表明,岔管引水电站中单机独立运行和双机同时运行时的机电模式阻尼比是有很大差别的,甚至使机组之间产生低频振荡现象。