CN102226826A - 双输入pss的实验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双输入PSS的实验方法，包括第一通道输入信号和第二通道输入信号，第一通道输入信号为机械角速度的信号，第二通道输入信号为电气功率输入信号，其特征在于，包括以下步骤：1）屏蔽第二通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第一通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用；2）屏蔽第一通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第二通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用。本发明通过屏蔽其中一个通道的实验方法，能够有效地检验双输入PSS能否在PSS作用的全频段范围内发挥抑制低频振荡，提高电网稳定性。

Description

双输入PSS的实验方法
技术领域
本发明涉及发电机励磁系统的辅助功能电力系统稳定器(PSS)的实验方法，特别是对双输入PSS效果验证的实验方法，属于网源协调技术领域。
背景技术
随着电力系统规模的不断扩大和新技术的陆续应用，全国电力系统联网的逐步展开、超高压远距离输电线路的投运及普遍使用可控硅整流方式的快速励磁系统的应用，使得励磁系统的增益变大，时间常数大为减小，降低了系统的阻尼，电气联系较弱的电网系统甚至出现负阻尼，电力系统低频振荡发生的频率呈上升趋势。
为了提高电力系统的动态稳定性，重要措施之一就是采用在电力系统励磁调节器上附加电力系统稳定器PSS的附加励磁控制方案。PSS的作用就是在励磁电压调节器中引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，克服原励磁电压调节器产生的负阻尼转矩作用，以此实现对振荡的抑制。
下面对PSS发展过程中几种主流模型作简单介绍。
以电气功率Pe为输入的PSS1A/1B模型很大程度上解决了低频振荡问题，其优点为相位容易补偿：-Pe信号超前转速信号90°，刚好补偿了自并励励磁系统的相位滞后。其缺点是带来了副作用即“反调”，在仅考虑抑制电网的有功功率低频振荡而不存在反调时，该模型凭借其概念清晰，所需的电气功率易测量，参数易整定，相位易补偿等优点很大程度上解决了低频振荡问题，成为PSS模型的不二选择。
为了抑制反调，引入了机械角速度ω的测量，但由于在PSS需要起作用的频段范围内存在ω测量噪声的问题难以解决，因此以电气功率和机械角速度作为双输入的PSS2A/2B模型应运而生，此模型将较高频段的ω衰减，不让它起作用，以滤除ω测量噪声的影响。
对于双输入PSS，在斜坡函数截止频率以上频段，斜坡函数的输出很小，起作用的主要为电气功率通道，此时的模型等效为PSS1A/1B；在斜坡函数截止频率一下频段，由于理想的斜坡函数增益为1，相移接近于零，因此电气功率通过KS3经过斜坡函数在加速功率叠加点基本抵消，此时起作用的主要为机械角速度ω。
采用双输入PSS的目的主要是抑制电网低频振荡，同时在快速调节机组有功功率时能够起到抑制反调的效果，以防止发电机机端电压大幅度升高或者降低。
但在实际采用双输入PSS的过程中，不能验证双输入PSS中第一通道输入信号机械角速度信号在电网发生低频振荡时是否能够起到抑制电网低频振荡效果。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服现有双输入PSS实验方法不能全范围内验证PSS作用的效果，特别是不能验证双输入PSS中第一通道输入信号机械角速度信号在电网发生低频振荡时是否能够起到抑制电网低频振荡效果。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种双输入PSS的实验方法，包括第一通道输入信号和第二通道输入信号，第一通道输入信号为机械角速度的信号，第二通道输入信号为电气功率输入信号，其特征在于，包括以下步骤：
1)屏蔽第二通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第一通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用；
2)屏蔽第一通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第二通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用。
前述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤1)中，具体包括以下步骤：
11)第一通道实验时，保证PSS第二通道不发挥作用，第一通道的输入信号加入后进行发电机机端电压的阶跃实验，激起发电机输出有关功率的振荡；
12)对比PSS是否投入的两种工况，检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果；
13)在励磁调节器的电压叠加点加入正弦扰动信号，分别在PSS投入和退出两种情况下测量发电机输出的有功功率波动情况，确定两种工况下的阻尼比，确认PSS的作用效果。
在所述步骤13)中，所述正弦扰动信号的频率范围为0.2HZ～2.5HZ，不同频率点的间隔为：
在0.1HZ～0.6HZ的低频段，频率间隔为0.1HZ；
在0.6HZ以上的频段，频率间隔为0.2HZ。
前述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤2)中，包括以下步骤：
21)第二通道实验时，保证PSS第一通道不发挥作用；
22)进行发电机机端电压的阶跃实验，对比是否投入PSS的两种工况，检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果；
23)在励磁调节器的电压叠加点加入合适频率的正弦扰动信号，测量发电机输出的有功功率分别在PSS投入和退出两种情况下的波动情况，确定两种工况下的阻尼比，来确认PSS的作用效果。
本发明的核心是通过修改斜坡函数通带的宽度，屏蔽有功功率通道的输出，仅保留机械角速度通道的输入。通过发电机机端电压的阶跃和在励磁调节器电压叠加点加入PSS作用范围内的各种频率的扰动信号，比较PSS投入和退出两种情况下发电机输出的有关功率变化情况，并计算比较两种情况下的阻尼比，来评判PSS抑制低频振荡的效果。屏蔽其中一个通道的实验方法，能够有效地检验双输入PSS能否在PSS作用的全频段范围内发挥抑制低频振荡，提高电网稳定性。
附图说明
图1为现有双输入PSS实验方法原理图；
图2为本发明双输入PSS实验方法原理图；
图3为双输入PSS模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本实施例的双输入PSS的实验方法，其基于如图2所示的一种通过屏蔽通道配合修改斜坡函数通带的方法而实现，所述实验方法中，屏蔽其中一个通道的实验方法，可以有效地检验双输入PSS能否在PSS作用的全频段范围内发挥抑制低频振荡，提高电网稳定性的方法。实验方法包括第一通道实验和第二通道实验两部分：
第一通道实验方法如下：断开第二通道的输出或者将第二通道的增益置零，保证PSS只有第一通道发挥作用，通过修改斜坡函数的通带，让第一通道输入信号——机械角速度的信号能够在发电机本机振荡的频率通过，同时能够滤除机械角速度测量带来的噪声，避免可能产生的扭振，然后通过修改发电机励磁调节器的电压给定值，进行发电机机端电压的阶跃实验，通过发电机机端电压的变化，激起发电机输出有关功率的振荡，通常由于发电机本身有足够的阻尼，由于发电机机端电压的变化引起的发电机输出有功功率的变化会很快被衰减，此时通过是否投入PSS的两种工况的对比，可以检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果。
然后在励磁调节器的电压叠加点加入低于发电机本机振荡频率到PSS应该发挥作用的频率范围内(标准规定为0.2HZ～2.5HZ)的各种频率(不同频率点的间隔根据现场需要进行，一般在0.1HZ～0.6HZ的低频段，频率间隔为0.1HZ，在0.6HZ以上的频段，频率间隔为0.2HZ)正弦扰动信号，测量发电机输出的有功功率分别在PSS投入和退出两种情况下的波动情况，确定两种工况下的阻尼比，来确认PSS的作用效果。
第二通道实验方法如下：断开第一通道的输出或者将第一通道的增益置零，保证PSS只有第二通道发挥作用，然后通过修改发电机励磁调节器的电压给定值，进行发电机机端电压的阶跃实验，通过发电机机端电压的变化，激起发电机输出有关功率的振荡，通常由于发电机本身有足够的阻尼，由于发电机机端电压的变化引起的发电机输出有功功率的变化会很快被衰减，此时通过是否投入PSS的两种工况的对比，可以检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果。
然后在励磁调节器的电压叠加点加入PSS应该发挥作用的频率范围内(标准规定为0.2HZ～2.5HZ)的各种频率(不同频率点的间隔根据现场需要进行，一般在0.1HZ～0.6HZ的低频段，频率间隔为0.1HZ，在0.6HZ以上的频段，频率间隔为0.2HZ)的正弦扰动信号，测量发电机输出的有功功率分别在PSS投入和退出两种情况下的波动情况，确定两种工况下的阻尼比，来确认PSS的作用效果。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种双输入PSS的实验方法，包括第一通道输入信号和第二通道输入信号，第一通道输入信号为机械角速度的信号，第二通道输入信号为电气功率输入信号，其特征在于，包括以下步骤：
1)屏蔽第二通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第一通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用；
2)屏蔽第一通道，并通过修改斜坡函数通带的方法，验证第二通道输入信号对抑制电网低频振荡的作用。
2.根据权利要求1所述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤1)中，具体包括以下步骤：
11)第一通道实验时，保证PSS第二通道不发挥作用，第一通道的输入信号加入后进行发电机机端电压的阶跃实验，激起发电机输出有关功率的振荡；
12)对比PSS是否投入的两种工况，检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果；
13)在励磁调节器的电压叠加点加入正弦扰动信号，分别在PSS投入和退出两种情况下测量发电机输出的有功功率波动情况，确定两种工况下的阻尼比，确认PSS的作用效果。
3.根据权利要求1所述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤2)中，包括以下步骤：
21)第二通道实验时，保证PSS第一通道不发挥作用；
22)进行发电机机端电压的阶跃实验，对比是否投入PSS的两种工况，检验PSS对抑制发电机本机振荡的效果；
23)在励磁调节器的电压叠加点加入正弦扰动信号，测量发电机输出的有功功率分别在PSS投入和退出两种情况下的波动情况，确定两种工况下的阻尼比，来确认PSS的作用效果。
4.根据权利要求2所述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤13)中，所述正弦扰动信号的频率范围为0.2HZ～2.5HZ，不同频率点的间隔为：
在0.1HZ～0.6HZ的低频段，频率间隔为0.1HZ；
在0.6HZ以上的频段，频率间隔为0.2HZ。
5.根据权利要求3所述的双输入PSS的实验方法，其特征在于，在所述步骤23)中，所述正弦扰动信号的频率范围为0.2HZ～2.5HZ，不同频率点的间隔为：
在0.1HZ～0.6HZ的低频段，频率间隔为0.1HZ；
在0.6HZ以上的频段，频率间隔为0.2HZ。
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