近日，国际权威期刊《应用能源》(Applied Energy，IF=7.182) 发表了杨建东教授团队电网低频振荡水力阻尼研究的国际合作最新成果，针对水电站过渡过程中的功角稳定性问题，建立了非线性精细化的水-机-电耦合系统数学模型，通过定量分析阐明了水电站水-机子系统对电网低频振荡阻尼的贡献与影响机制。

论文题为Hydraulic damping mechanism of low frequency oscillations in power systems: quantitative analysis using a nonlinear model of hydropower plants(《电力系统低频振荡水力阻尼机理：基于非线性水电站模型的定量分析》)。第一署名单位为武汉大学，第一作者与通讯作者为杨威嘉副研究员。该成果是杨建东教授团队与瑞典乌普萨拉大学水力发电研究组、瑞典国家电力公司Vattenfall研发团队合作完成，受到国家自然科学基金面上项目(51379158)、国家留学基金委公派留学基金项目(201306270024)、瑞典水电中心(SVC)、瑞典StandUp for Energy科研项目资助。

随着近年来间歇性可再生能源并网比重持续增长，电网频率稳定问题愈发重要，水电机组有功功率调节的重要性、速动性都进一步提升，水-机子系统与电气子系统的耦合作用愈发明显；同时，当前水电系统规模和复杂程度日益增加，水电系统的振荡问题在电网安全、稳定运行中重要性也愈加突出，尤其是对于我国西南水电基地、瑞典中北部水电站群等形成的“水电为主”电力系统 (Hydro-dominated power system)，水电机组运行的功角稳定性及对电网低频振荡阻尼的作用机制亟待深入研究。

论文建立并验证了非线性精细化的水-机-电耦合水电站系统数学模型，通过引入等效水力阻尼系数，提出了一种定量分析水电机组对电网低频振荡阻尼作用效果的新方法；基于瑞典某大型水电站实例的精细化数值模拟，研究结果显示该水电机组的等效水力阻尼系数的变化范围较大(+3.0至-2.3)，揭示了机组负阻尼的形成机理，而在前人的简化处理中通常将阻尼系数值假设为正数；阐明了水-机子系统中多项关键影响因素的作用机理，探讨了电力系统稳定器投入时等效阻尼系数对电站运行稳定的影响作用，并基于瑞典水电站现场实测数据对水-机-电耦合系统动态响应特性进行了分析。研究成果为水电站与电网——源网协调作用机理研究提供了坚实的理论基础。

图1 我国西南水电基地、瑞典中北部水电站群形成了“水电为主”电力系统

图2 本文图解摘要

图3 瑞典某大型水电站现场实测数据：水-机-电耦合作用过程中的动态响应特性

《应用能源》期刊（Applied Energy）于1975年创刊，由 Elsevier 集团出版，是国际能源工程领域权威学术期刊，属于JCR大类分区工程技术一区TOP。

>>>论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261918300023

（编辑：陈欢）