基于TMS320F28335的电力系统稳定器的研究

目前国内普遍采用以电功率作为输入信号的单输入电力系统稳定器(PSS),然而在原动机功率发生变化时,PSS本身不能区分系统波动和原动机功率波动,容易引起"反调".设计了一种基于TMS320F28335的双输入PSS,发电机的电功率和转子角速度作为该PSS的输入信号.论述了双输入PSS的模型,硬件设计部分主要包括总体结构的设计,软件设计部分包括总体设计及流程图.运用附加双输入PSS励磁调节器进行了阶跃和反调实验,结果表明该PSS能够有效抑制低频振荡,很好地解决"反调"问题.     

基于TMS320F28335的电力系统稳定器的研究

目前国内普遍采用以电功率作为输入信号的单输入电力系统稳定器（PSS）,然而在原动机功率发生变化时, PSS本身不能区分系统波动和原动机功率波动,容易引起“反调”。设计了一种基于TMS320F28335的双输入PSS,发电机的电功率和转子角速度作为该PSS的输入信号。论述了双输入PSS的模型,硬件设计部分主要包括总体结构的设计,软件设计部分包括总体设计及流程图。运用附加双输入PSS励磁调节器进行了阶跃和反调实验,结果表明该PSS能够有效抑制低频振荡,很好地解决“反调”问题。     

基于DSP的双输入电力系统稳定器设计

采用转速信号和电功率信号作为电力系统稳定器(PSS)的输入,设计了一种基于DSP硬件的双输入PSS。论述了PSS的结构原理,介绍了三相电压、电流调理电路和信号采集原理。外部芯片的接口电路采用可编程逻辑器件设计;主程序设计采用模块化结构。特别提出转速信号用软件获取,提高了PSS的实时性和可靠性。使用SMTS_RT仿真器加所设计的PSS励磁调节器进行阶跃和反调实验,结果表明所设计的PSS不仅能够提供有效阻尼,同时也较好地解决了原动机功率发生变化时的"反调"问题。     

抽水蓄能机组的加速功率型PSS的参数整定研究

由于以电功率信号为单输入的传统PSS存在严重的无功反调现象,该文研究了加速功率型PSS在抽水蓄能机组中的应用及其参数整定方法,分别在发电和抽水工况下,以及工况转换过程中,对附加PSS前后的系统响应进行了仿真及对比分析,结果表明该方法的正确性和有效性。加速功率型PSS在提供良好的阻尼的同时,可以有效地抑制无功反调。     

加速功率型电力系统稳定器参数整定方法研究

电力系统稳定器（PSS）是抑制系统低频振荡的有效手段,通常认为以发电机转速偏差和电磁功率偏差为输入信号的加速功率型PSS可避免发电机无功反调问题。结合实例和时域仿真分析,指出在参数整定不合理情况下此类PSS仍可能出现无功反调现象,分析了典型PSS参数对无功反调的影响,在此基础上提出一种基于数字仿真的PSS参数整定方法。对实际电网的时域仿真结果验证了该方法的有效性。     

PSS2A模型的反调现象分析

根据PSS2A的理论模型推导,采用加速功率作为输入信号的电力系统稳定器不出现反调,但实际机组励磁系统中配置的PSS2A模型输入量角速度并不是实际的发电机角速度,而是通过矢量变换和等效计算得到的等效发电机角速度,因此,实际机组的PSS2A模型必然存在一些反调现象.结合广东台山电厂4号机组的无功功率异常波动问题,通过BPA...     

有功型PSS抑制低频振荡机理及反调特性

介绍了MEC5220型励磁调节器的原理及系统产生低频振荡的原因,分析了励磁调节器的阻尼特性.通过对有功型电力系统稳定器(PSS)的研究发现,PSS虽能抑制振荡,但有功型PSS使用的前提是机械功率变化相对电气功率变化近似不变,当调节发电机原动机出力时,PSS得到的信号远大于需要的信号,就会造成励磁电压和无功功率大幅变化,即反调.通过实例证实了有功型PSS反调特性,并提出了防止其危害的对策.     

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。     

有功型PSS抑制低频振荡机理及反调特性

介绍了MEC5220型励磁调节器的原理及系统产生低频振荡的原因,分析了励磁调节器的阻尼特性。通过对有功型电力系统稳定器（PSS）的研究发现,PSS虽能抑制振荡,但有功型PSS使用的前提是机械功率变化相对电气功率变化近似不变,当调节发电机原动机出力时, PSS得到的信号远大于需要的信号,就会造成励磁电压和无功功率大幅变化,即反调。通过实例证实了有功型PSS反调特性,并提出了防止其危害的对策。     

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。     

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。     

Three-dimensional power system stabilizer

Power system stabilizers (PSSs) are used to enhance damping of power system oscillations through excitation control of synchronous generator. The objective of the PSS is to generate a stabilizing signal, which produces a damping torque component on the generator shaft. Conventional PSSs are designed with the phase compensation technique in the frequency domain and include the lead-lag blocks whose parameters are determined according to a linearized power system model. The performance of conventional PSSs (CPSSs) depends upon the generator operating point and the system parameters, but a reasonable level of robustness can be achieved depending on the tuning method. This paper presents a new three-dimensional PSS (3D PSS), which uses rotor speed deviation, rotor acceleration and load angle deviation as input signals. The 3D PSS attempts to return the generator to the state-space origin, based on the generator’s trajectory in state-space and the achievement of torque equilibrium. The 3D PSS is robust to system parameters changes. The proposed algorithm was implemented in a digital control system, tested in a laboratory environment on a synchronous generator connected to the power system, and then compared with CPSS. Experimental results show that the proposed PSS achieves better performance than the CPSS in damping oscillations.     

PSS控制过程中的借阻尼现象与负阻尼效应

根据考虑PSS控制的线性化系统模型，利用特征值的数学性质，揭示了PSS控制过程中的借阻尼现象，即：PSS提供给机电振荡模式的阻尼是从非机电模式转移来的。另外，结合三机系统算例并通过相量图分析，阐明了多机系统PSS控制过程中的负阻尼效应现象，即：PSS在增加一些机电振荡模式阻尼的同时，将减少另一些机电振荡模式阻尼，并指出负阻尼效应现象是多机系统的一种本质特性。因此，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。所以，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。     

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。     

基于分散控制理论的多机系统低频振荡抑制

常规的电力系统低频振荡抑制措施是在发电机励磁系统中加装电力系统稳定器(PSS),然而它在多机电力系统中的应用并没有充分的理论研究.将大系统分散控制原理应用于多机电力系统低频振荡抑制问题,只要分散阻尼控制器(DDC)的阶数足够高,分散闭环控制系统的低频振荡模态总可以在复平面内任意配置.分析了PSS与DDC的关系,论证了PSS是DDC的一种特殊形式,因而从理论上说明了DDC比PSS优越.将DDC的优化配置表示为一个带不等式约束的非光滑优化问题并用遗传算法求解.以新英格兰测试系统和我国西北电网为算例的计算结果表明,在发电机励磁系统中加装DDC是一种有效的低频振荡抑制新措施.     

电力系统稳定器相位补偿准确度探究

随着现代电力系统互联低频振荡问题愈发突出,电力系统稳定器广泛应用于抑制振荡。PSS的传统理论是负阻尼机理,以Philips-Heffron模型为基础,通过为系统提供增加阻尼转矩提高系统稳定性。理论上。相位滞后角度可通过计算从PSS输入点到暂态电势间传递函数的相位差来确定,实际常用机端电压代替暂态电势。这能否保证其在各种工况和振荡模式下相位补偿的准确度是值得讨论的。从机理上探究PSS作用,推导了机端电压和暂态电势间传递函数,并分别讨论了参考电压扰动、状态变量初始值和机械功率扰动对上述相位关系的影响,有助于解决现阶段PSS运行存在的问题。     

Design of a nonlinear power system stabilizer using synergetic control theory

Electromechanical oscillations of small magnitude and low frequency exist in the interconnected power system and often persist for long periods of time. Power system stabilizers (PSSs) are traditionally used to provide damping torque for the synchronous generators to suppress the oscillations by generating supplementary control signals for the generator excitation system. Numerous techniques have previously been proposed to design PSSs but many of them are synthesized based on a linearized model. This paper presents a nonlinear power system stabilizer based on synergetic control theory. Synergetic synthesis of the PSS is based fully on a simplified nonlinear model of the power system. The dynamic characteristics of the proposed PSS are studied in a typical single-machine infinite-bus power system and compared with the cases with a conventional PSS and without a PSS. Simulation results show the proposed PSS is robust for such nonlinear dynamic system and achieves better performance than the conventional PSS in damping oscillations.     

多机系统调速侧电力系统稳定器GPSS的设计

低频振荡是一种不利于电力系统安全和稳定运行的现象,而电力系统稳定器(PSS)可以有效抑制低频振荡。由于励磁系统和电力系统运行方式及工况之间的密切关系,致使电力系统中PSS的协调设计和安装地点的选择成了PSS能否用于电力系统的关键。作者设计了一种调速侧电力系统稳定器,其设计原理和传统的PSS一样简单,且具有较好的鲁棒性,同时还具有多机解耦特性,给本机带来阻尼的同时不会给其它机组带来负阻尼,避免了参数协调和安装地点的选择。最后利用算例仿真验证了调速侧电力系统稳定器不仅可以抑制低频振荡,还可以提高电力系统暂态稳定性。