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多机ACDC系统次同步谐振和轴系扭振的研究
随着电力系统的复杂化，多机协同运行的问题也日益成为电力系统研究的热点问题。在多机协同运行中，AC-DC系统作为一种新型的电力系统拓扑结构，因其独特的优势在电力系统中得到了广泛的应用。然而，由于AC-DC系统具有较高的容性电流，系统往往会出现次同步谐振和轴系扭振等电力系统不稳定现象，严重影响系统的运行稳定性和可靠性。因此，本文将就多机AC-DC系统的次同步谐振和轴系扭振现象进行研究。
1. 次同步谐振的原因及影响
在多机协同运行中，由于系统中的多个发电机具有不同的惯性，因此在系统发生扰动时会出现不同的振荡频率。当系统中发生高达几十赫兹甚至上百赫兹的高频振荡时，将会产生次同步谐振。次同步谐振的存在，会使整个系统的电压、电流和功率等参数发生剧烈变化，从而导致整个系统的不稳定。
次同步谐振的主要原因有以下几个方面：
（1）系统中的容性无功。
（2）系统中的阻尼不足。
（3）系统中各节点之间的耦合关系导致的振荡共振现象。
（4）电力系统的运行负荷变化导致的系统不稳定。
由次同步谐振产生的影响主要包括以下几个方面：
（1）引起发电机和传动系统的过负荷运行，使设备寿命降低。
（2）引起电力系统的电压、电流和功率波动，从而导致电能质量下降，威胁到供电的稳定性和可靠性。
（3）引起系统性能的下降和运行的不稳定，从而导致事故的发生。
因此，为了保证多机AC-DC系统的稳定运行，必须控制和消除次同步谐振现象。
2. 轴系扭振的原因及影响
在多机协同运行中，由于每个发电机的转子抗扭刚度不同，因此当系统受到扰动时，发电机转子的相对转角将会发生变化。当发电机转子的相对转角超过一定限制时，将会产生轴系扭振。轴系扭振会使转子产生较大的转矩脉动，导致传动系统受到大的冲击负荷，从而引起设备的振动、噪音、损坏以及寿命的降低等不利影响。此外，轴系扭振还会引起电磁力的不对称性，进一步影响系统的稳定性。
轴系扭振的主要原因是发电机转子的惯性不对称、转子抗扭刚度不同以及传动系统的松动等因素。由轴系扭振产生的影响主要包括以下几个方面：
（1）引起发电机及传动系统的过负荷运行，从而加速设备的磨损和老化，降低系统的可靠性。
（2）引起高频振动和噪音，影响设备的工作环境。
（3）加剧系统负荷不平衡和电网电压波动，从而影响电能质量和供电可靠性。
因此，为了消除轴系扭振的不利影响，必须采取措施对其进行控制。
3. 消除次同步谐振和轴系扭振的对策
（1）降低系统的容性无功，采用补偿装置加以补偿。
（2）增强系统的阻尼，通过调节发电机的励磁电压、调节负荷的波形等途径加以实现。
（3）采用实时控制技术对电力系统进行控制，消除共振点，避免因谐振共振引起的不稳定振荡。
（4）加强调度管理，调节系统运行负荷和节点间的功率平衡，避免因负荷变化引起的系统不稳定。
（5）针对轴系扭振，可以通过改变传动系统的刚度或者采取主动控制的方式实现对扭振的控制。
总之，随着电力系统的不断发展和复杂化，多机协同运行的问题尤为突出。其中次同步谐振和轴系扭振等不稳定现象是制约电力系统可靠稳定运行的主要问题之一。因此，必须采取有效措施消除这些不稳定因素，使电力系统能够得到稳定可靠的运行。