邯峰发电厂PSS试验及其分析明光

邯峰发电厂PSS试验及其分析

邯峰发电厂PSS试验及其分析 2011： 唐建惠1，孟玉娥2，李彦学2（1．河北省电力试验研究所，河北　石家庄　050021；2．邯峰发电厂，河北　邯郸　056200）1　电力系统稳定器的概念和功能　　电力系统稳定器（PSS），一般是作为励磁系统的一个附加功能。由于自动励磁调节造成的整个系统的固有阻尼下降，从而会造成系统稳定性的下降。PSS的作用是在控制环节中产生与转速同相的阻尼转矩，以补偿这种不良影响。一般PSS加在自动调压器的入口。电力系统因功率传输发生低振荡而需要采用PSS增强稳定效果的情况主要有2种：一种是一个机组或者一个厂的机组距离系统较远，联系薄弱而传输功率相对较重，即一台机组经输电线后对无穷大系统发生振荡，属于“局部振荡”类型，其振荡频率约为0．8～1．8 Hz；另一种是系统中一群机组经联络线与另外一群机组间发生振荡，属于“区间振荡”，由于振荡的机组较多，故振荡频率较低，约为0．2～0．5 Hz。PSS环节就是在一个频率段内，能起到一定的超前补偿作用，以抑制低频振荡。2　邯峰发电厂PSS试验 邯峰发电厂＃2机采用发电机—变压器组单元接线，出线为500 k V邯蔺Ⅲ线，见图1。励磁系统为自并励快速励磁方式，存在着潜在的欠阻尼问题。同时系统联系较为薄弱，有低频振荡的隐患。2．1　试验目的和试验方法　　根据厂家提供的导则，制定了现场试验方法。现场试验的目的是验证本套调节系统PSS环节的功能，找到PSS环节的最佳作用频率。在机组并网运行，并且负荷大于80％额定负荷，即负荷大于500MW时，方可进行试验。　　使用低频信号发生器在调节器参考电压处输入扰动信号，信号为正弦波，频率分别为0．2 Hz、0．3Hz、0．4 Hz、0．5 Hz、0．6 Hz、0．7 Hz、0．8 Hz、0．9Hz、1．0 Hz、1．1 Hz、1．2 Hz、1．3 Hz、1．4 Hz、1．5Hz、2．5 Hz，幅值从0开始增加直至有功或无功的变化达到3％额定值。　　监视的输出量为有功功率P、无功功率Q、磁场电压Uf、磁场电流If、PSS输出、电压偏差信号e。所有的输出信号在装置上都有测点，将它们直接接入记录仪，记录频率为1 kHz。　　试验过程中，各频率连续注入，以便观察PSS环节在各个频率的效果，最终找出该机PSS环节作用最明显的频率。2．2　试验过程　　试验时，注入频率为1 Hz的正弦波信号，先不投入PSS，逐渐增加幅值观察各输出量的变化；然后将PSS环节投入，重复上述过程，观察PSS作用的效果。2．3　试验结果　　从不同频率下的输出结果来看，当扰动量的频率越接近1 Hz时，PSS环节的作用越来越明显，当频率为1 Hz时，作用最为明显。当频率为1．0 Hz时，在相同的扰动作用下，投入PSS后，能明显抑制扰动引起的磁场电压波动和功率波动，以维持机组稳定运行。另外，根据试验曲线绘制了波特图，见图2。从波特图上可以明显看出，越接近1．0 Hz，PSS环节的作用越明显。3　试验结果分析 我国电机工程学会推荐的PSS数学模型见图3。　　这是一个双超前滞后环节。T5为输入信号传感器的滤波时间常数。Ts为隔直时间常数，当输入信号为Δω或Δf时，取较大值；当输入信号为ΔPe时，取较小值。T1～T4为超前滞后环节时间常数，一般要经过计算来确定。ΔUT和Pe0为切除PSS环节的给定值。当发电机电压偏差绝对值超过ΔUT或发电机功率偏差小于Pe0时，PSS输出为0。　　SIEMENS公司没有给出PSS环节的具体传递函数，只提供了如图4的一个计算框图。从框图的原理来看，与我国电机工程学会的推荐传递函数原理大致相同，但算法相对简单。经过现场试验，各参4　建议 随着电力系统的逐步扩大，单机容量的不断提高，对稳定性提出了更加严格的要求。现今大多数励磁系统都采用了PID＋PSS的设计方法，前者基本目的是改善发电机的静态、动态性能，后者主要用于抑制电力系统低频振荡。在不增加一次投资的情况下，投运PSS环节是改善电力系统稳定的有效方法。PSS现在已经是一项成熟的提高电力系统稳定的先进技术，我国电力系统有关标准中规定大型发电机特别是快速励磁（比如自并励励磁系统）应配置PSS。因此，PSS的应用，是当前一项重要的课题。

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