PSS参数的设计方法研究

【摘要】： 随着电力系统的迅速发展，电网规模的不断扩大，电力系统应用快速和高放大倍数的励磁系统，当电网互联、远距离和大功率输电时，造成部分区域电网的阻尼很小，在小的扰动情况下，就容易发生低频振荡，进而可能引起电网大范围的低频振荡，给电网的安全稳定运行带来严重威胁。 低频振荡是影响互联电网稳定性的一个重要因素，目前抑制低频振荡最典型的方法就采用电力系统稳定器(PSS)，电力系统稳定器(PSS)具有投资少、效果较好的特点，因而被普遍采用。 如何设计和整定PSS参数，目前大多采用在给定振荡频率处进行设计，该振荡频率一般考虑为本机振荡的频率，即单点最优法设计。如果振荡频率在该值时，在该点的补偿是全补偿，PSS的抑制效果是最好的，但电力系统网络经常变化，振荡频率也在改变，当运行方式改变后，单点最优法设计PSS的补偿效果变差，对区域低频振荡的抑制效果更差，因此按单点最优方法设计的PSS就不能良好抑制低频振荡。 针对单点最优法存在的问题，本论文提出了两点拟合法、四点拟合法或六点拟合方法来设计PSS参数的重要思想。采用两点拟合法设计PSS参数时，首次推导了PSS补偿环节的参数计算公式；提出了采用四点拟合法或六点拟合法设计PSS参数的计算机求解方法，采用MATLAB迭代法计算PSS参数，初值选择不同，计算的四个(或六个)时间常数可能不同，补偿特性曲线不一定与选择的四点(或六点)重合，但是拟合效果比两点拟合法好。几种方法均在云南发电机机组PSS参数设计中得到了应用，效果良好，并证明了方法的正确性。 本论文从互联电力系统最突出的低频振荡问题入手，展开了低频振荡产生原因、抑制方法的分析，着重在研究新的PSS参数设计方法，从理论上、试验上，对PSS参数设计新方法进行了论证。提出的两点拟合法、四点拟合法、六点拟合法设计的PSS参数，使PSS具有较宽的频率特性和良好动态特性，在全频段内(0.1～2.5Hz)都具有良好抑制效果，不仅PSS在较宽频段内很好抑制电力系统的区域低频振荡和本机低频振荡，而且避免重新设计和整定PSS参数的大量工作，是工程上很好的设计方法。开发了PSS参数设计与动态仿真程序，适用于不同机组、不同励磁系统、不同PSS模型，并得到云南电网PSS现场整定试验的检验，设计的PSS参数很合理。