电力系统稳定器研究综述

随着电网规模的不断扩大,电力系统低频振荡问题目益突出。电力系统稳定器(PSS)是抑制振荡,增强电力系统稳定性的重要措施。它通过把相关信号传递到电压调节器来抑制机组之间的低频振荡。PSS的设计方法、参数调整的优劣直接影响到其功能有效性。分别从研究和工程的角度进行了介绍,研究角度从参数选择、选址问题和鲁棒性方面介绍了PSS的基本问题,而后交代了工程中参数整定的基本方法。最后对PSS的未来发展进行了展望,认为系统运行工况、多频段PSS设计和广域测量方法等方面还需更进一步研究。     

一种求解PSS最优参数的方法及其软件实现

电力系统稳定器(PSS)对于电力系统的安全稳定运行有重要影响。PSS参数整定的好坏直接关系到电网安全。本文从PSS模型出发,提出了求解PSS的最优参数的方法,并将该方法用软件实现,具有较大的应用价值。     

实测法电力系统稳定器参数整定应用

分析了电力系统稳定器（PSS）投入运行的重要性,通过实例介绍了PSS参数整定试验的方法,对相关参数的具体整定提出了分析方法.     

基于小信号激励的多机PSS参数在线闭环整定

加装电力系统稳定器(PSS) 目前抑制电力系统低频振荡最经济、最有效的办法.PSS抑制低频振荡的效果很大程度依赖于参数好坏.传统的PSS整定方法都是基于PSS退出运行时测量得到的励磁系统滞后特性进行整定的.为避免PSS退出运行时对系统稳定性造成危害,提出一种基于小信号激励的多机PSS参数在线闭环整定方法.该方法在线施加...     

邹县发电厂1000MW 8号机组PSS参数整定及现场试验分析

将电力系统稳定器(PSS)投入运行是提高电网动态稳定性的有效措施之一。介绍电力系统稳定器(PSS)在邹县电厂8号机组现场试验,参数整定,对其进行了简单的理论分析。     

UNITROL5000励磁调节器PSS参数的优化

结合PSS抑制电力系统低频振荡的基本原理及PSS参数整定原则,介绍了瑞士ABB公司UNITROL5000励磁调节器PSS的基本构成和电路数字模型.分别采用ABB厂家提供的PSS参数和现场试验所得的PSS整定参数对内蒙古岱海发电厂1号机励磁调节器的PSS进行验证试验.经过在线有补偿相频特性、负载阶跃干扰试验结果的比较,表明采用现场整定的PSS参数抑制低频振荡效果优于厂家提供的PSS参数,机组长期运行的PSS参数应按现场整定的值设置.     

基于GA-BP算法神经网络的电力系统稳定器研究

为解决常规电力系统稳定器中受控系统参数难以识别的问题, 提出了一种可以根据电力系统运行工况自动调整控制参数的新型自适应电力系统稳定器(PSS),运用神经网络完成电力系统被控模型的精确在线辨识.通过在线测量同步发电机的有功和无功参数,自适应电力系统稳定器可按照相位超前补偿的设计原则实时自动调整稳定器参数, 以达到最佳的抑制低频振荡的效果.为了避免BP算法在神经网络训练当中陷入局部小等一系列缺点,引入了一种GA和BP相结合的算法,将其用于人工神经网络的设计,同时将离线计算所得的PSS参数构成的样本对神经网络进行训练.通过在时域仿真结果表明自适应PSS能有效抑制电力系统低频振荡,极大的提高电力系统的动态和暂态稳定性.     

基于进化策略并考虑宽频段补偿的PSS参数优化

将进化策略结合PSS宽频段补偿特性的方法应用到多机电力系统稳定器(PSS)参数优化.考虑到一种运行方式配置的PSS可能在其他运行方式下失效或恶化,以PSS在低频振荡范围内(0.1～2 Hz)产生的附加阻尼转矩△Te与△ω尽可能同相位为目标优化超前-滞后环节参数;再以多机PSS在整个系统内产生的最小阻尼比尽量大为目标进行全局优化.New England10机系统仿真结果表明,这是一种有效的PSS参数优化方法,所得到的参数优化结果对系统运行方式变化有很好的鲁棒性.     

江苏电网电力系统稳定器参数优化

将基于进化策略电力系统稳定器(PSS)频域法应用到江苏PSS参数优化.以PSS在低频振荡范围内(0.2～2.0Hz)产生的附加阻尼转矩△Te与△ω尽可能同相位为目标优化超前一滞后环节参数:再以PSS极限增益的1/3～1/5确定PSS的增益值.优化仿真结果表明,这是一种有效的PSS参数优化方法,所得到的参数优化结果对系统运行方式变化有很好的鲁棒性.     

电力系统稳定器PSS2B参数整定软件的开发与应用

随着电力系统的发展,电力系统的稳定性受到低频振荡的威胁。电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)是抑制振荡,增强电力系统稳定性的重要措施。目前国内多采用PSS2B型PSS。PSS2B参数多,在投入运行时难以快速整定其所有的参数。运用最小二乘法进行曲线拟合的方法,在Matlab中编写程序可整定PSS2B的部分参数,从而实现快速准确地整定PSS2B的所有参数。将此软件在某机组的PSS参数整定中进行了验证,表明使用此整定软件能大大提高整定计算的效率和准确性,可广泛运用到实际工作中。     

基于PSD程序的PSS参数优化设计、现场整定试验及仿真校核计算

电力系统稳定器(PSS)的参数整定正确与否关系到对低频振荡的抑制效果.提出了一整套关于发电机励磁系统PSS的参数优化设计、现场整定试验和仿真校核计算的方法.该方法基于电力系统分析软件PSD的BPA潮流和暂态稳定及SSAP小干扰稳定程序.采用实际电网和各设备详细模型,特别是准确的励磁系统模型,通过频域和时域分析法,并结合低频带相位补偿法设计并优化配置PSS参数;再通过PSS现场整定试验,即无补偿、有补偿频率响应特性及抗扰动试验再次优化并确定参数;最后采用典型方式下的潮流稳定数据进行建模和仿真校核计算.以600 MW机组为例,证明该方法对系统振荡模式分析和PSS设计的准确性和有效性.     

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。     

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。     

适应复杂电力系统多种运行方式的PSS优化配置

低频振荡的抑制是电力系统规划阶段和运行过程中必须考虑的一个重要问题。抑制低频振荡一般的方法是在励磁调节器上装设电力系统稳定器(PSS)。多机系统中，PSS的配置包括PSS安装位置的选择和参数整定。现有的研究工作主要考虑一种运行方式来进行PSS的优化配置，本文提出了一种同时适应系统的多种运行方式来进行PSS优化配置的方法。通过对西北电网三种典型运行方式的计算结果表明：为了获得更好的抑制低频振荡的效果，PSS的放大倍数不应限定为正值；如按一种运行方式对PSS的参数进行优化则对其它运行方式效果较差，而同时考虑多种运行方式，统一地进行PSS的优化配置则对各种运行方式都能良好地抑制低频振荡。     

Adaptive tuning of power system stabilizers using radial basis function networks

A novel approach for on-line adaptive tuning of power system stabilizer (PSS) parameters using radial basis function networks (RBFNs) is presented in this paper. The proposed RBFN is trained over a wide range of operating conditions and system parameter variations in order to re-tune PSS parameters on-line based on real-time measurements of machine loading conditions. The orthogonal least squares (OLS) learning algorithm is developed for designing an adequate and parsimonious RBFN model. The simulation results of the proposed radial basis function network based power system stabilizer (RBFN PSS) are compared to those of conventional stabilizers in case of a single machine infinite bus (SMIB) system as well as a multimachine power system (MMPS). The effect of system parameter variations on the proposed stabilizer performance is also examined. The results show the robustness of the proposed RBFN PSS and its ability to enhance system damping over a wide range of operating conditions and system parameter variations. The major features of the proposed RBFN PSS are that it is of decentralized nature and does not require on-line model identification for tuning process. These features make the proposed RBFN PSS easy to tune and install.     

运行工况对电力系统稳定器PSS现场参数整定影响的研究

在简单介绍了电力系统稳定器PSS原理及其现场参数整定方法的基础上,提出了影响励磁系统无补偿频率响应特性测量的几个主要因素。通过仿真计算,全面地分析和总结了Eq′/Us和Ut/Us频率响应特性的区别,励磁系统调差设置、发电机有功功率、无功功率、机端电压等发电厂本机组工况和其它机组出力、PSS投退和出线数量等对滞后特性测量结果的影响,提出了PSS现场参数整定时正确考虑工况影响因素的对策。     

Hybrid system reduction method using a reduced system regulator

In order to analyze the transient stability of large‐scale power systems, it is advantageous to apply the system reduction method to external systems. The short‐circuit current method is a typical engineering reduction technique. However, the dominant eigenvalues are not necessarily conserved in the reduced system. Therefore, the hybrid reduction method, in which controller parameters are adjusted to conserve the dominant eigenvalues, was proposed. Automatic voltage regulators (AVR) and power system stabilizers (PSS) have been used for parameter adjustment so far. However, since there are many parameters in AVR and PSS, complicated procedures are required to adjust them. Therefore, in this paper, the reduced system regulator (RSR) is proposed for the hybrid system reduction method. The RSR has only two parameters for adjustment. It is easier to adjust the RSR than AVR/PSS. In addition, the initial gains of the RSR are set to zero so that the dynamic behavior of the system is not influenced before adjustment. The effect and accuracy of the hybrid system reduction method with RSR are examined using a typical longitudinal power system, the IEEJ WEST 10‐machine system model. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 179(4): 33–40, 2012; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21258     

A new SPARLS algorithm for tuning power system stabilizer

Generators have to meet the change in real and reactive power demand of practical power system. The real power variations in the system are met out by the rescheduling process of the generators. But there is a huge trust to meet out the reactive power load demand. The excitation loop of the corresponding generator is adjusted with its electric limits to activate the reactive power of the network. To expedite the reactive power delivery, power system stabilizer (PSS) is connected in the exciter loop of the generator for various system conditions. In this paper, a new Sparse Recursive Least Square (SPARLS) algorithm is demonstrated to tune the power system stabilizer parameters to meet the vulnerable conditions. The proposed SPARLS algorithm makes use of expectation maximization (EM) updation to tune the PSS. A comparative study between the proposed SPARLS and RLS algorithm has been performed on single machine infinite bus system (SMIB). The simulation results obtained will validate the effectiveness of the proposed algorithm and the impact of stability studies of the power system operation under disturbances. The SPARLS algorithm is also used to tune the parameters of PSS to achieve quicker settling time for the system parameter such as load angle, field voltage and speed deviation. It is found that the SPARLS is a better algorithm for the determination of optimum stabilizer parameter.     

电力系统稳定器反调效果的研究及验证

当前电力系统功率振荡模式越来越复杂,且动态稳定性问题日益突显。为此列举了3种当前主流电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)的模型结构及原理,分析了PSS模型中有功型(PSS1A)反调产生的机理及加速功率型(PSS2B)、多频段型(PSS4B)抑制反调的原理,以及有功调节速度、PSS参数选择等因素对抑制反调效果的影响。基于实时数字仿真系统对2种电力系统稳定器模型抑制反调的效果进行了验证和比较,得出其抑制反调的原理和现场参数整定的依据。指出合理的参数配置可以减小反调的发生,提高电力系统的动态稳定性,为发电机组的稳定运行和现场试验提供参考依据。     

基于电力系统运行参数的PSS优化

PSS能否在低频振荡的频率范围内发挥良好的阻尼作用,其参数整定是关键。针对PSS试验和参数整定,采用最大运行工况和最小运行工况对PSS参数进行校核,使PSS在低频振荡频段对各种运行方式具有更理想的补偿效果。以自并励励磁系统为例,根据实测数据利用频域分析,得到励磁系统滞后特性。论证不同运行状态对励磁系统滞后特性的影响,提出基于运行参数对PSS进行优化,使优化整定参数后的PSS在各种运行工况下都能有良好的补偿效果。结合实例,优化运行参数,使励磁系统补偿特性满足工程要求。