机电网耦合下轴系扭振风险与案例分析

本文综述了机电网耦合作用下轴系扭振特性研究的重要性和背景。随着我国"西电东送"项目的推进，高压输电网络的复杂性提升，大型发电机组轴系结构也随之变得更为复杂，这增加了轴系扭振风险。历史上，一系列重大事故如 Mohave电站的主轴断裂和中国某电厂的发电机转子裂纹，均与次同步共振有关，这是由于电网中特定的电气频率与机组轴系的固有频率匹配引发的机电谐振。 研究的核心内容包括轴系扭转振动的三种基本形式：正常扭振、次同步共振和超同步共振，其中次同步共振是由于电力系统中的机械振动与电力系统同步频率的差异而产生的，可能导致严重后果。文中强调了在机电网耦合下，次同步共振的关键因素，如补偿装置的设计、电网频率响应以及机组参数对共振的影响。 当前，对于次同步共振的研究主要集中在找出引发共振的原因、预测和防止这类共振的发生，以及改进扭振保护措施。然而，这一领域还存在许多挑战，如准确的系统模型建立、实时监测和预警机制的开发，以及如何在实际应用中有效处理电网扰动。 文章列举了一些具体案例，如呼伦贝尔-辽宁直流输电工程中轴系扭振保护装置的问题，以及印度和新疆的发电厂遭遇的次同步振荡事件，这些都显示出次同步共振问题的严重性和研究的紧迫性。 未来，机电网耦合作用下轴系扭振特性研究的发展方向可能包括更精细的系统仿真技术、实时动态监测技术的提升、以及基于大数据和人工智能的预测预警模型的构建，以期能更好地预防和控制这类扭振风险，确保电力系统的稳定和安全运行。