电力系统稳定器相位补偿方式对次同步振荡的影响

除了输入信号类型之外,电力系统稳定器(PSS)的相位补偿方式也是其影响次同步振荡的非常重要的因素。设计了四种不同类型的PSS:采用一级超前补偿的速度反馈型PSS,采用两级超前补偿的速度反馈型PSS,采用滞后补偿再反相的速度反馈型PSS,采用滞后补偿的功率反馈型PSS;分析了各PSS的频率特性,加入PSS前后系统的电气阻尼特性,PSS相位补偿方式对次同步频段信号的影响,以及滞后补偿再反相的速度反馈型PSS的可行性。结果表明,采用滞后补偿再反相的速度反馈型PSS对次同步振荡几乎没有影响,该PSS既能利用理想的转速偏差作为输入信号,又能避免对轴系扭振敏感,还能有效抑制低频振荡,具有可行性。     

电力系统稳定器配置、构成、参数计算及投运试验

介绍电力系统稳定器(PSS)的配置要求及各种输入信号的PSS的特点及适用范围，交流励磁机磁机系统适合采用以△Pe为输入信号的PSS，水轮发电机适合采用△Pe △Pt为输入信号的PSS。论述PSS相位补偿及增益选取的计算方法，PSS相位补偿要求考虑各种运行方式，使PSS鲁棒性较好，并介绍PSS的现场试验方法等。     

电力系统稳定器抑制次同步谐振的效果

采用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统,研究了电力系统稳定器(PSS)对次同步谐振的抑制效果.根据励磁系统的相位滞后特性,对PSS的相位补偿环节进行设计,利用多个串联的超前滞后环节补偿低频段及次同步频段的相位,从而实现缓解次同步谐振的目的.通过频率扫描计算出发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,进而分析所设计的PSS对电气阻尼特性的影响,并分析了PSS放大倍数、相位补偿环节对阻尼特性的影响.此外,采用并联结构的PSS,对低频段和次同步频段的相位分别进行补偿,并研究此结构对电气阻尼特性的影响.结果表明,文中设计的这两种结构的PSS,均能大大减小系统谐振点附近的电气负阻尼,说明通过对励磁系统在次同步频段的相位滞后进行补偿,可以使PSS在提高低频振荡稳定性的同时,实现缓解次同步谐振的目的.     

电力系统稳定器（PSS）设计应用的探讨

对常见的PSS输入信号作了概括,分析了导致电力系统低频振荡的原因。对以△ω和△Pe同时为输入信号的PSS作了研究,提出了电力系统稳定器设计的一种新思路。仿真结果表明。以这种新思路为指导设计的电力系统稳定器有良好的性能。     

抑制次同步谐振的并联结构PSS参数优化

采用测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统分析了传统的单通道电力系统稳定器(PSS)及多通道并联结构PSS抑制次同步谐振时存在的问题.根据励磁系统引起的相位滞后特性,结合转速偏差、电磁功率偏差与电磁转矩偏差间的矢量关系给出了PSS需提供的理想相位补偿特性的计算方法.选取低频段和次同步谐振频率点附近具有代表性的频率点,计算其理想相位补偿角,并以此为目标应用遗传算法对并联结构PSS的参数进行优化.利用所得优化结果设置并联结构PSS参数,并进行仿真分析.结果表明,优化参数后并联结构PSS的实际相位补偿特性在全频段跟理想相位补偿特性更接近,使得全频段电气阻尼特性有了整体性增强,最大限度地避免了系统低频振荡和次同步谐振的发生.     

溪洛渡直流送端系统中PSS对次同步振荡的影响及应对措施

为了探究溪洛渡直流送端系统曾出现次同步振荡现象的原因并提出相应的改进措施,首先采用复转矩系数法、测试信号法分析了威信电厂发电机组在投入电力系统稳定器(PSS)前后的阻尼特性。分析结果表明由于直流输电的接入削弱了电网次同步阻尼,PSS的投入引发了系统次同步振荡。在分析现有问题的基础上,通过对电磁功率偏差反馈型和加速功率偏差反馈型PSS进行改进,提出了新型可切换式PSS。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了新型可切换式PSS可提高系统次同步阻尼特性并对次同步振荡有良好的抑制效果。     

基于机组实测相频特性的PSS参数整定

提出一种电力系统稳定器(PSS)参数优化整定方法:以机组有补偿相位特性在整个低频段满足要求为目标,确定PSS相位补偿环节时间常数;在临界增益法的基础上,以振荡过程中机组电磁功率振荡最小为目标,整定PSS控制增益;采用最大-最小蚁群算法求解优化模型.采用该方法,基于机组实测无补偿相位特性,对南方电网辖区多台机组PSS参数...     

相位补偿法设计双频段PSS

为了同时提高本地振荡模式和区域振荡模式的阻尼特性,设计了一种双频段结构的电力系统稳定器.基于发电机六阶模型,把加速功率分解为PSS贡献的功率分量和不计PSS影响的分量,依据加速功率在复平面上的位置,确定了PSS的有效补偿相位区间.按照区域振荡和本地振荡模式的相位补偿要求,设计和分析了双频段PSS的结构.在一个八机系统下验证了所确定的补偿相位区间;配备双频段PSS后,机电振荡模式的阻尼特性提高较大.     

励磁系统及电力系统稳定器对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响

采用时域仿真实现的复转矩系数法,测试信号法,以IEEEAC1A型、AC2A型以及ST1A型3种标准的励磁系统和IEEE单通道的电力系统稳定器(powersystemstabilizer,PSS)为研究对象,分析了它们对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响。通过频率扫描计算发电机组在次同步频率下的电气阻尼特性曲线,从而对各种励磁系统在无PSS以及装设不同输入信号的PSS情况下对电气阻尼特性的影响进行了分析;并分析了PSS参数对电气阻尼特性的影响。分析结果表明,高起始响应励磁系统在与以发电机输出电磁功率作为输入信号的PSS配合使用时,能够减小谐振点附近的电气负阻尼,使得其在抑制低频振荡的同时,还有利于缓解次同步谐振。     

加速度功率型PSS参数整定对次同步振荡的影响

PSS是附加在现代励磁系统的一个调节设备,是提高电[2]力系统动态稳定水平的有效手段之一。但PSS的加入可能会引起次同步振荡的产生。除了输入信号类型之外,电力系统稳定器(PSS)的参数整定也是影响次同步振荡非常重要的因素。针对目前国内普遍应用的PSS2B型电力系统稳定器,通过对PSS2B中功率匹配系数和扭振滤波环节时间常数的研究与整定,利用频率响应分析法,得到PSS-AVR励磁系统有补偿的相频特性,从而分析出对次同步振荡信号达到较好抑制或者消除作用的功率匹配系数和扭振滤波环节时间常数。利用电力系统全数字仿真装置电磁暂态计算平台(ETSDAC)进行仿真校核,结果表明:所整定得出的加速度功率型PSS在抑制低频振荡的同时,对次同步振荡信号也有较好的抑制效果,具有可行性。     

采用广域测量信号的2级PSS控制策略

提出电力系统稳定器（PSS）的输入信号由本地测量信号和广域测量信号组成，从而构成2级PSS控制。本地测量信号采用本地发电机角频率，广域测量信号分别采用联络线功率和区间相对角频率。分析表明广域反馈具有相位稳定的特点，可以根据参与因子和传递函数留数选取广域测量信号，通过模式辨识进行2级PSS控制，抑制区间低频振荡。2区域电力系统上的仿真结果表明，2级PSS控制能有效抑制区间低频振荡，提高互联系统的传输容量，适用的频率范围广。     

基于Prony方法的电力系统振荡模式分析及PSS参数设计

Prony分析是获取系统振荡模式的一种非常有效的分析方法,它可以通过给定输入信号下的响应直接估计系统的振荡频率、阻尼、幅值和相对相位。文章介绍了基于Prony分析的电力系统等值线性模型的辨识方法,对传统的Prony方法进一步扩充,考虑了输入信号对输出信号的影响,得到了系统的传递函数,并根据其相应留数,采用留数方法对电力系统稳定器(PSS)进行了参数的协调配置。两个算例的仿真结果证明了该方法在系统振荡模式分析和PSS参数设计中的有效性。     

加速功率型电力系统稳定器输入变量的获取

采用阻尼分析方法,在分析加速功率型电力系统稳定器(PSS)工作原理的基础上,阐述了PSS输入状态量的含义及其作用。分析了电网运行方式或电网结构变化对PSS工作特性的影响,提出了目前加速功率型PSS中不宜采用发电机组机端电压频率信号代替发电机组转速信号的观点。     

电站系统中PSS与SVC联合运行的稳定分析

针对电力系统装置相互协调运行问题,对配有PSS的励磁发电机与SVC联合运行的系统,分析了其数学模型,研究了电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)在工厂用电系统近距离联合运行中的交互影响问题,指出了在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计需要考虑PSS放大倍数的影响。并提出了设计SVC的比例积分系数和PSS超前滞后环节以及线性二次高斯最优控制方法,动态特性仿真表明可以提高工厂用电系统SVC和PSS的稳定性。最后通过对系统仿真计算从而对理论方法进行了验证。     

基于系统留数矩阵的广域PSS设计

电力系统低频振荡严重影响电网的稳定运行。传统的电力系统稳定器（PSS）采用本地机组信号，不能有效提高系统阻尼。广域测量系统使得电力系统向广域观测与控制的方向发展。文中使用反馈信号机组和控制机组相分离的设计思想，提出根据转子角频率对振荡模式的能观度选取反馈信号机组，根据PSS输出信号对振荡模式的能控度选取控制机组，从而构成广域PSS控制回路。基于留数矩阵的分析表明了这种广域PSS控制策略具有比本地信号PSS更强的能观性和能控性。最后给出了基于留数的广域PSS参数设计方法。16机系统上的仿真结果表明，基于留数矩阵进行设计的广域PSS能更有效地抑制系统低频振荡，提高互联电网的稳定性。     

双馈电机改善系统阻尼的研究

给出了双馈电机的完整小信号模型,分析了双馈电机对系统阻尼的影响,在此基础上通过在转子侧控制系统中引入电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)环节,使系统扰动时,双馈电机能够提供额外的阻尼来削弱震荡,并通过特征根和时域仿真来验证其有效性,结果表明,引入的PSS环节能够改善系统阻尼、提高稳定性。     

基于频率响应法的发电机低励限制与PSS协调控制

低励限制器(UEL)作为励磁系统的限制环节对系统稳定性有重要影响,但由于UEL参数设置不合理,UEL动作后恶化了电力系统稳定器(PSS)提供正向阻尼的作用,导致机组出现振荡甚至解列的严重故障在电网实际运行中多次发生。文中基于扩展Heffron-Phillips模型,从理论上推导出励磁系统加入PSS和UEL的简化模型,采用频率响应法,画出励磁系统分别加入PSS与UEL的开环传递函数的波特图,分析UEL与PSS的作用频段,并给出具体的UEL参数设置方案,方案可以使UEL与PSS协调配合。以云南电网数据为例,在PSASP和MATLAB仿真软件下建立单机—无穷大模型验证理论分析的正确性。仿真结果表明:采用频率响应法对UEL进行参数整定后,UEL动作不影响PSS的输出效果,二者可以协调配合以确保系统的稳态运行。     

Knowledge domain states mapping concept for controller tuning in an interconnected power network

This paper presents novel power system stabilizers (PSS) tuning approach with particles swarm optimization (PSO) driven knowledge domain states mapping for multi area power system. Tuning of PSS parameters has been done by PSO technique offline at different operating conditions as load dynamics change. The objective function for PSS parameters tuning is integral time multiplied by absolute error (ITAE). The sets of tuned parameters at different operating conditions thus obtained are termed as knowledge domain. The process is viewed as knowledge domain mapping. The dynamical system response has been linked with states, and if there is any violation from desired limits, control action is initiated and thus retuned control parameters obtained straight away from the respective knowledge domain helps to provide quick response and precise damping of signals of interest. Proposed concept also demonstrates that if one controller (PSS) fails to stabilize the system at certain operating condition then another controller (UPFC) connected in the system acts as supplementary controller in automation which assists PSS functioning and thus entire system operation improves by way of modulating the signal dynamics at interface points which quickly damps oscillations. The system study has been performed on a sample six area power systems comprising of UPFC connected between area two and three and PSS to all areas. The proposed concept demonstrates auto tuning of PSS for quick oscillation damping as the operating conditions change and also under situations of PSS failure due to relatively larger perturbation, UPFC acts as supplementary controller by assisting the entire system PSS to recover ensuring stability.     

电力系统稳定器相位补偿的理论研究

电力系统稳定器(PSS)广泛应用于抑制低频振荡,其传统理论基于负阻尼机理,通过补偿信号经励磁系统产生的相位滞后为系统提供正阻尼转矩。本文通过推导机端电压和励磁电流产生的磁链间传递函数,对现有的PSS相位补偿法的整定方式进行了讨论。理论上PSS应补偿的相位即为从参考电压点到励磁电流产生的磁链间传递函数的相位滞后,实际应用中,常用易于测量的机端电压与参考电压之间的相位差来代替。本文讨论了参考电压扰动和机械功率扰动对上述相位关系的影响,并作了仿真分析,指出传统的PSS相位补偿方法不能适用于任何工况,需要进一步研究其适用条件。