一种具有相位自适应能力的新型PSS及其仿真

发电机及其快速励磁控制带来的滞后特性削弱了其与电网之间的阻尼而导致低频振荡风险增加,典型PSS模型多采用多阶超前环节以补偿其滞后特性,从而导致增益受限、中低频段阻尼不足的问题。针对该问题,提出一种通过合成发电机有功功率负变化量与转速变化量作为PSS的输入量,使其相位自动超前的新型电力系统稳定器（PSS）的设计思路,通过相位自适应关系解决多阶超前补偿的问题。给理论分析和仿真验证了新型PSS的相位自适应能力,并验证了其抑制低频振荡能力、大扰动故障恢复能力和抗反调能力的效果。     

两分支分段补偿的并行电力系统稳定器

电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)是抑制低频振荡的重要手段,但现有PSS模型在很宽频带范围运行时,在幅频特性和相频特性上有时存在不协调的问题,需加以解决。提出一种分段补偿的两分支并行PSS模型,在现有PSS模型超前滞后环节上串入一个变增益环节来改善高频段的幅频特性,增加一个与原超前滞后环节并行的分支来改善PSS低频段的相位补偿能力。分析对比两分支并行PSS模型与现有PSS模型的频率特性。应用电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP),在一个实际大型电力系统中对两分支并行PSS的应用效果进行了仿真验证,效果良好。研究表明两分支PSS模型比现有PSS模型具有更好的适应性。     

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...     

基于实测相频特性的电力系统稳定器参数设计

电力系统稳定器是抑制电力系统低频振荡最为有效的措施之一,其参数整定比较复杂和困难。该文依据实测的励磁系统未补偿相频特性,以励磁系统所需要补偿相位的平方与电力系统稳定器可提供相位的平方差的绝对值之和达到最小为优化目标,采用Levenberg-Marquardt优化算法,求取电力系统稳定器超前/滞后环节参数。现场机组实测相频特性的仿真结果表明,该文优化得到的电力系统稳定器参数,能较好地改善相关模式的阻尼特性,抑制电力系统低频振荡。     

一种改进型PSS4B电力系统稳定器的工程化应用研究

分析了电力系统稳定器PSS4B的设计理念和工作原理,分析和验证PSS4B相对于PSS2B在低频段振荡抑制能力上的优势及其在工程化应用中存在的问题。介绍了一种改进型PSS4B电力系统稳定器PSS4B-W的设计思路,并根据实际发电机组测频扰动试验波形给出了PSS4B-W相位校正计算方法。通过负载电压阶跃试验对比验证了其校正效果,证明了经相位校正的PSS4B-W既能满足高频段相位补偿要求,又能在低频段提供较强抑制能力。最后提出了PSS4B和PSS4B-W的工程化应用建议。     

考虑多振荡模式的多频段电力系统稳定器参数整定方法

安装电力系统稳定器是增强电网小干扰稳定性的有效手段。相较于传统单频段电力系统稳定器,多频段电力系统稳定器具有更多的频段支路与更高的控制自由度,可更好地抑制频率较低的振荡模式,但其整定流程与方法未见广泛研究。文中提出了一个基于多输入多输出系统频域裕度指标的多频段电力系统稳定器参数整定方法,该方法在性能指标中考虑了多个弱阻尼振荡模式,同时调整了多个多频段电力系统稳定器的幅频特性与相频特性,使它们在提供合适相位补偿量的同时最大化系统稳定裕度,且能保证各机组励磁模式稳定。所提方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。     

具有多模型适应性的发电机PSS参数优化方法

现代电力系统中应用配置的电力系统稳定器(PSS)模型不尽相同,而传统PSS参数设计方法仅局限于传统PSS模型。文中提出了具有多模型适应性的发电机PSS参数优化方法,以PSS相位补偿效果为优化目标,采用粒子群算法对该发电机的PSS参数进行优化。该方法对多种PSS模型具有高度适应性,不仅适用于传统的PSS模型,也适用于无超前滞后环节的新型PSS模型。算例表明,采用具有多模型适应性的发电机PSS参数优化方法可有效提升系统阻尼,抑制系统低频振荡。     

一种新型双信号电力系统稳定器及其仿真研究

针对特大型交流同步电网建设快速推进带来的系统低频振荡频率和阻尼比降低的问题,在分析常用PSS2B型电力系统稳定器的设计理念和工作原理的基础上,指出其低频段阻尼不足的原理性缺陷,进而提出一种通过扭转前置相位关系来避免使用大角度超前补偿的新型电力系统稳定器PSS-NEW-B的设计思路。新型PSS保留了原PSS2B高频段抑制能力强和反调抑制的功能优点,同时明显提升了低频段抑制能力。通过仿真计算验证了PSS-NEW-B提升电网中、低振荡频段小干扰稳定水平及电网故障后恢复能力的效果,可为下一阶段新型PSS-NEW-B数模仿真、动模试验和工程化应用研究提供指导。     

抑制频率振荡的电力系统稳定器参数优化

超低频频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。由于负荷电压调节效应使得无功电压控制和有功频率控制产生耦合,传统用于抑制低频振荡的电力系统稳定器(PSS)可用于抑制频率振荡。提出了在多机系统中选择抑制频率振荡的PSS的方法,该方法综合了PSS对低频振荡和频率振荡的影响大小。构建了抑制频率振荡的PSS参数优化模型,该模型仍然以低频振荡模式阻尼比作为优化目标,但加入频率振荡对应频段发电机励磁系统相位要求作为约束,保证机组励磁系统为频率振荡提供足够的正阻尼。采用粒子群优化算法对模型进行求解得到PSS最优参数。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

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.     

异步联网后的云南电网中PSS2B增益改进

目前云南电网部分机组存在双输入型电力系统稳定器(PSS2B)高频段增益限制中低频段增益的问题,提出新型的PSS2B(New-PSS2B),目的是增大中低频段的增益,并减少高频段对中低频段增益的限制。在PSASP用户自定义模型(UDM)中搭建New-PSS2B自定义模型,通过研究分析改进前后PSS2B模型的增益,发现采用New-PSS2B有效提高了中低频段增益。基于PSASP仿真软件,在单机无穷大系统中调用NewPSS2B模块,通过仿真验证了New-PSS2B在中低频段各个频率点抑制低频振荡的效果都优于原有的PSS2B,说明了New-PSS2B具有在全频段都能提供合适阻尼的能力,也能满足电网抑制低频振荡的要求。     

新型PSS-NB模型参数整定与工程化应用

新型电力系统稳定器模型PSS-NB的工程投运需要有配套的参数整定试验方法和性能验证方法。分析论证PSS-NB在中、低频段功率振荡抑制能力优势的基础上,提出该型PSS配套的参数整定试验内容与参数整定计算方法。以某电厂330 MW机组PSS-NB投运试验为实际案例,给出了工程投运过程中的参数整定计算方法应用过程和低频振荡抑制效果的验证过程。通过扫频扰动和负载电压阶跃试验对比验证了PSS-NB相对于PSS2B在全频段的低频功率振荡抑制能力上具有明显提升,证明了经参数整定的新型PSS-NB既能满足全频段相位补偿要求,又能在中低频段提供较强抑制能力。     

汽轮机调速系统对电网低频振荡的影响

近年来电力系统中频繁出现汽轮机调速系统引发的低频振荡,为了探明该类低频振荡的原因,分析了调速系统对电力系统动态稳定的影响。建立了包含汽轮机调速系统的单机无限大系统模型,研究了调速系统增益对系统低频振荡模态的影响。研究结果表明,汽轮机调速系统增益虽然不改变调速系统阻尼特性分界频率,但是却对系统低频振荡模态频率产生影响,从而改变调速系统对低频振荡的阻尼性质。当调速系统增益超过临界增益时会诱发低频振荡现象,时域仿真和频域分析结果验证了上述结论的正确性。     

大型水电机组强迫振荡机理分析及试验研究

介绍了700 MW水轮发电机组电力系统强迫功率低频振荡产生的机理,阐述了强迫振荡与负阻尼机理低频振荡的相同点与本质区别,从理论上分析验证了电力系统稳定器对各频段强迫功率低频振荡的不同抑制效果和局限性,并首次在大型水电机组上得到了试验验证。立足于工程实践应用,在强迫振荡的监测辨识和抑制领域提出了新的分析思路和处理措施,保障了电力系统的稳定运行。     

中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析

配电网单相接地故障熄弧后的电气变化规律不仅决定过电压水平、电弧是否重燃以及重燃时的电气特征,更将对故障诊断方法的适应性与可靠性产生影响。利用配电网单相接地故障等值电路对系统故障恢复过程进行了分析,发现不同接地方式系统的零序网络在熄弧后均存在衰减的振荡过程。其中不接地系统的零序电压幅值大、振荡频率远低于工频、持续时间长,相电压存在较长时间的过电压。经消弧线圈接地系统的零序电压幅值大、振荡频率略大于工频、持续时间一般在5个周期以上。由于拍频现象会导致故障相1.1倍以内的过电压,经小电阻接地系统振荡频率远高于工频且幅值小、衰减速度快。利用ATP-EMTP验证了3种配电网接地方式下系统单相接地熄弧后恢复过程符合上述规律。     

提高电力系统稳定器增益的相位幅值协调优化方法

特高压互联电网的建设造成了系统低频振荡和阻尼的降低,增加了电网动态失稳的风险。电力系统稳定器(PSS)可以有效地提高系统的阻尼。由于常规的参数设置方法可能造成PSS运行增益偏小的问题,文中提出了一种新的参数设置思路和方法。通过相位和幅值协调优化,提升PSS增益的稳定裕度,从而大幅提高PSS正常运行时的交流增益,明显地增强PSS的阻尼效果。仿真及实际现场PSS投运试验验证了新的参数设置办法在基本不影响角度补偿的情况下,大幅提高PSS运行增益,提升抑制低频振荡的能力,提高小干扰稳定性和电网故障后的恢复能力。     

电力系统低频振荡与PSS分析

利用单机无穷大系统小干扰线性化模型从理论上分析了应用快速高增益励磁调节器后系统产生低频振荡的原因。对PSS抑制低频振荡的原理——相位补偿进行了分析。讨论了PSS的各个环节功能及参数对阻尼低频振荡的影响，并给出了某发电机组PSS相位校正的实测数据，证明PSS对低频振荡有良好有效的抑制作用。     

电力系统共振机理低频振荡扰动源分析

共振机理是解释电力系统发生低频振荡的理论之一。文中根据汽轮机功率扰动引起电力系统低频振荡的共振机理，研究了汽轮机功率变化的原因。应用MATLAB建立了火力发电厂动力系统和电力系统相互作用的机网耦合模型。详细分析了锅炉燃烧率扰动和汽轮机调节汽门扰动能否引起汽轮机功率变化。仿真分析表明，调节汽门扰动频率与电力系统自然振荡频率一致或接近时，均可能引起电力系统发生共振机理的低频振荡。由于锅炉具有很大的惯性，锅炉燃烧率扰动很难引起电力系统发生共振机理的低频振荡。