CN101975903B - 基于有功功率与pss输出相位差的pss投运效果的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检验电网发生低频振荡后PSS投运效果的检验评估PSS抑制电网低频振荡效果评价方法，其过程是：首先计算发电机有功功率与PSS输出信号的相位差，然后设置PSS相位补偿有效范围和判断死区，最后评价PSS抑制电网低频振荡效果。本发明的有益效果是能够在线评价PSS抑制电网低频振荡效果，及时调整PSS参数，有效抑制大区电网互联后的电网振荡，保障电网的安全稳定运行。

Description

基于有功功率与PSS输出相位差的PSS投运效果的评价方法
技术领域
本发明属于测量技术领域，具体涉及一种检验评估PSS抑制电网低频振荡效果的评价方法，用于检验电网发生低频振荡后PSS投运效果。
背景技术
电力系统稳定器简称PSS(Power System Stablizer)作为一种附加励磁控制环节，在励磁调节器中，通过引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服励磁调节器引起的负阻尼，从而达到抑制低频振荡的目的。但是，目前PSS投运后，没有检验评估其抑制电网低频振荡效果的手段。因此有必要研究制定一套抑制电网低频振荡效果的在线指标分析与评价系统，对PSS投运效果进行量化考核，在线实时分析评价。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的缺点，而提供一种基于有功功率与PSS输出相位差的PSS投运效果的在线实时分析与评价方法。
本发明解决其发明目的所采用的技术方案为：
首先，将励磁调节器测量出的发电机的有功功率信号和PSS输出的信号作为数据来源，并将其绘制成发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位关系图，并按照下述公式1计算两者的相位差；
公式1：
Figure BSA00000309154000011
其中：T1为发电机有功功率的第一峰值时间，T3为发电机有功功率的第二峰值时间，T2为PSS输出信号的第一峰值时间；
然后，设置PSS相位补偿有效范围
Figure BSA00000309154000012
和判断死区α，根据国家标准《电力系统稳定器整定试验导则Q/GDW143-2006》：
Figure BSA00000309154000013
α＝5°，其中PSS相位补偿有效范围
Figure BSA00000309154000014
的值需结合发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位图来设置，其范围在0°到60°度间；
最后，比较发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位差是否在有效的补偿范围内来评价PSS投运效果：
当
Figure BSA00000309154000021
时，认为PSS能够有效抑制电网低频振荡。
当
Figure BSA00000309154000022
或
Figure BSA00000309154000023
时，认为PSS不能有效抑制电网低频振荡。
当
Figure BSA00000309154000024
或
Figure BSA00000309154000025
时，为判断死区，此时本方法不能判断PSS抑制电网低频振荡的效果。(参考附图1、2)。
本发明方法可以将所述励磁调节器测量出的发电机的有功功率信号和PSS输出的信号作为数据来源，输入编写有相应程序的励磁调节器的工控机中来完成上述操作；或者是经USB通讯或RS232串口通信将发电机有功功率信号和PSS输出信号传送至另外的编写有相应程序的计算机中来完成上述操作。通过计算机技术上述操作将会十分快速而准确。
本发明的有益效果为：
本发明能够实现在线判断PSS投运后抑制电网低频振荡的效果，及时发现由于电力系统网架结构变化造成的PSS薄弱环节，为调度部门决策提供技术参考，以便及时调整PSS参数，有效抑制大区电网互联后的电网振荡，不断提高互联电网的动态稳定性，保障电网的安全稳定运行，其意义主要表现在：
1)在线评判PSS投运后抑制电网低频振荡的效果，为PSS参数优化奠定基础。
2)作为负载阶跃试验验证PSS投运效果的有益补充，能够避免由于阶跃试验引起发电机跳机的风险。
3)为电网低频振荡以及PSS动作效果分析提供有力的数据支持，为调度部门决策提供技术参考，防止由于对PSS无实时在线量化指标考核而造成的电网失步。
附图说明
图1为本发明中发电机有功功率与PSS输出信号的相位关系图。
图2为本发明的逻辑框图
图1中：T1为有功功率的第一峰值时间，T3为有功功率的第二峰值时间，T2为PSS输出信号的第一峰值时间。
具体实施方式
实施例1：
沧东电厂3号机，发电机型号为QFSN-660-2，励磁调节器型号为NES5100。本实施例方案是在编写有相应程序的励磁调节器的工控机中完成的，其过程为：
首先，将励磁调节器测量出的发电机的有功功率信号和PSS输出的信号作为数据来源，并将其在励磁调节器的工控机中转化成发电机有功功率与PSS输出信号的相位关系图，同时利用工控机计算出发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位差，结果是
Figure BSA00000309154000031
然后，设置相应的PSS相位补偿有效范围
Figure BSA00000309154000032
判断死区α＝5°；
最后，进行判断：
结论：PSS能够有效抑制电网低频振荡。
实施例2：
沧东电厂1号机，发电机型号为QFSN-660-2，励磁调节器为瑞士ABB公司生产UNITROL5000型。由于进口设备无法在励磁调节器的工控机中编写程序完成，本实施例是经USB通讯通信将有功功率和PSS输出信号传送至编写有相应程序的计算机中完成的，其过程主要包括四步：
1)完成有功功率和PSS输出信号的传输。
2)计算发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位差
Figure BSA00000309154000034
3)设置相应的PSS相位补偿有效范围
Figure BSA00000309154000035
和判断死区α＝5°；
4)进行判断：
Figure BSA00000309154000036
结论：PSS不能有效抑制电网低频振荡。

Claims (2)

1.一种基于有功功率与PSS输出相位差的PSS投运效果的评价方法，其特征在于该方法的步骤如下：
首先，将励磁调节器测量出的发电机的有功功率信号和PSS输出信号作为数据来源，并将其绘制成发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位关系图，并按照下述公式1计算两者的相位差；
公式1：                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中：T1为发电机有功功率信号的第一峰值时间，T3为发电机有功功率信号的第二峰值时间，T2为PSS输出信号的第一峰值时间；
然后，设置PSS相位补偿有效范围
Figure DEST_PATH_IMAGE004
和死区判断阈值 
Figure DEST_PATH_IMAGE006
， =5O，其中PSS相位补偿有效范围
Figure 992653DEST_PATH_IMAGE004
的值需结合发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位关系图来设置，0O <
Figure 647756DEST_PATH_IMAGE004
<600；
最后，比较发电机有功功率信号与PSS输出信号的相位差的取值范围来评价PSS投运效果：
当
Figure DEST_PATH_IMAGE008
时，认为PSS能够有效抑制电网低频振荡；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE010
或
Figure DEST_PATH_IMAGE012
时，认为PSS不能有效抑制电网低频振荡；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE014
或
Figure DEST_PATH_IMAGE016
时，为判断死区，此时本方法不能判断PSS抑制电网低频振荡的效果。
2.根据权利要求1所述的基于有功功率与PSS输出相位差的PSS投运效果的评价方法，其特征在于：将所述励磁调节器测量出的发电机的有功功率信号和PSS输出信号作为数据来源，输入所述励磁调节器的编写有相应程序的工控机中来完成上述方法；或者是经USB通讯或RS232串口通信将发电机有功功率信号和PSS输出信号传送至另外的编写有相应程序的计算机中来完成上述方法。
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