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石门坎电厂水轮发电机组功率振荡问题的仿真研究
石门坎电厂水轮发电机组功率振荡问题的仿真研究
电力系统是国民经济发展和人民生活必不可少的基础设施，电力的供应有着极其重要的意义。然而，由于电力系统取电源地与售电区域之间的距离较远，因而大规模的输电线路就不可避免地出现。为保证电网的稳定运行，电力系统会遭遇诸如功率振荡等问题。本文将结合石门坎电厂的实际情况，对水轮发电机组功率振荡问题进行模拟研究。
一、石门坎电厂概述
石门坎电站位于四川省内江市东南的石门坎峡电站下游140公里处，是一座水电站。电站于1978年开始设计建设，共装机29台，毛容量超过1.08GKW。电站发电方式为水轮发电，之所以采用水轮发电会产生振荡是因为，水轮机在旋转转子同时，电机端子输出的电功率也同时变化。这种变化会影响水轮机的旋转，进而形成一定的振荡。
二、水轮发电机组功率振荡问题的分析
水轮发电机组发生振荡有很多原因，我们这里采用杆塔变幺值短路故障作为仿真条件，并进行功率振荡分析。
当杆塔变幺值短路故障发生后，使得6~8#机组负载突然失掉，其它机组正常负载不变化。在这种情况下，机组的转速仍维持在额定值，但是因为输电线路的阻抗变化，使得电站负荷突然增加，引起了水轮发电机组的功率振荡。
从功率分配情况来看，水轮发电机组的功率主要由水泵、水轮机、发电机和变压器共同决定。从总体上看，水泵流量的增加会增加水轮机转速，进而增加发电机的输出功率。但是，由于进水管道和下泵管道对供水的效率和水位有很大的影响，使得水泵流量的提高，反而使水泵效率下降，水轮机转速减小，发电机输出功率减小。这种情况下，水轮发电机组会出现功率振荡。
三、水轮发电机组功率振荡问题的仿真研究
为了更好地找到水轮发电机组功率振荡问题的原因，我们将石门坎电厂的一套水轮发电机组运行动态进行了仿真模拟。
我们选择了PowerFactory电力仿真软件来进行仿真分析。仿真结果表明，在发电机输出功率发生剧烈变化的情况下，水轮机转速发生了相应的变化。这表明，水泵和水轮机的流量是主要影响水轮发电机组功率振荡的因素。在本次仿真中我们通过改变机组运行的电路连接方式和水泵组合方案，实际发现本机组的效率有了好的提升，但仍有待进一步的优化研究。
四、结论
从本次仿真实验中我们可以看出，水泵和水轮机的流量变化是影响石门坎电厂水轮发电机组功率振荡的主要因素。为了更好地提高水轮发电机组的效率，我们可以通过优化水泵的组合、改进进水管道和下泵管道等手段来提高水泵的效率。此外，我们还可以采用柔性交流输电技术，来降低电网在故障时候产生的电流电压波动，从而避免水轮发电机组出现功率振荡问题。
综上所述，水轮发电机组功率振荡问题在电力系统中是一个经常会遇到的问题。为了保证电力系统的稳定运行，我们需要积极采取有效的措施来防止其出现。希望本次仿真研究可以对解决功率振荡问题提供一些有帮助的思路。