CN105743106A - 一种电力系统稳定器pss4b的结构改进及参数配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,解决了PSS4B因结构复杂、参数易相互影响因而不易调节的问题,提出了一种结构改进的PSS4B;在IEEE经典参数的基础上,为了不引起分支间相位补偿相互影响,每个分支的相位补偿环节都设为相同;并在改进结构的基础上,给出改进后PSS4B的相位补偿环节参数设置方法;列出包含结构改进PSS4B的单机无穷大系统的状态矩阵,通过振荡模式下的阻尼比大小说明改进后PSS4B对低频振荡抑制效果较经典参数下的更为优良。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域,尤其涉及一种电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法。
背景技术
电网互联在提高发输电经济性的同时,也给电网的稳定带来了其它问题。在发电机重负荷、远距离输电、采用快速励磁系统励磁时,使得系统的总阻尼较小甚至为负,此时极易产生低频功率振荡的问题。低频功率振荡对系统稳定性产生了重大影响,严重时甚至会导致系统解列,对经济造成严重破坏。由于PSS对低频功率振荡的抑制效果优良、造价相对便宜、结构简单,目前已经成为较为成熟的抑制低频功率振荡的方法。随着电网的不断互联,低频功率振荡的振荡模式增多并且振荡频率越来越低,加拿大魁北克电力局于2000年提出的新型电力系统稳定器PSS4B,并收录于电子工程师协会励磁小组分委员会的IEEE421.5版,同时给出了一组适应性较高的参数。PSS4B将输入信号分为低、中、高3个频段,可以分别调节相位、增益、滤波等参数,为不同频段提供合适的补偿相角,具有较高的灵活性。PSS4B的最大特点是将输入信号分为低、中和高频3个分支,对于不同的分支可以单独对中心频率、增益、相位等参数进行调整,为不同的频段提供阻尼。每个分支有上下两个通道,由增益、可变环节、超前滞后环节共3个环节构成。可变环节一般设为滤波部分,根据不同的分支设置不同的中心频率;两个通道的超前/滞后环节参数一致。因此,每个分支可以看做是带通滤波器与超前/滞后环节的级联。由于PSS4B参数众多,研究起来较为复杂,每个分支的补偿角度容易互相影响,因此难以整定,IEEE为PSS4B提供的经典参数也没有涉及每个分支的超前/滞后环节。目前国内对PSS4B的研究较少,难以得到隐藏在系统中的动态特性本质,文献一《多频段PSS4B参数整定的研究》(年郑州大学硕士论文.2014)引入概率理论,进行电力系统稳定性的分析与参数优化,计算过程较复杂且理论推导不完善,可靠性不高;文献二《新型电力系统稳定器PSS4B的分析与仿真》(华东电力2013年第41卷第3期第575页)利用时域仿真分析,对其抑制效果进行验证,并没有从理论上说明其优越性;文献三《AnalysisofIEEEPowerSystemStabilizerModels》(NorwegianUniversityofScienceandTechnology.2011)没有完全利用PSS4B完整结构,利用根轨迹图,给出了四种可能的整定规则并对PSS4B进行参数设定,方法简单,但是四种规则都各有优缺点且没有给出适应性的设定方案;这些文献都缺乏对PSS4B抑制低频振荡的定量分析。
现有技术中PSS4B结构复杂,分支间相位补偿相互影响进而导致参数设定困难的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有的PSS4B结构复杂,分支间相位补偿相互影响进而导致参数设定困难的问题。提供一种电力系统稳定器PSS4B结构上的改进,为了不引起分支间相位补偿相互影响,每个分支的相位补偿环节都设为相同。在结构改进的基础上,利用相位补偿原理,在IEEE经典参数的下,给出改进后PSS4B的相位补偿环节参数设置方法。
具体而言,本发明采用以下技术方案解决上述技术问题:
一种电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,所述电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法包括以下步骤:
步骤一、判断发电机产生的电功率是否有波动,如是,则转步骤二;
步骤二、在此发电机上加装IEEE经典参数下的PSS4B,并计算此时产生的低频振荡的振荡频率f1与阻尼比ξ1;
步骤三、根据励磁系统相位滞后特性,得到振荡频率为f1时励磁系统的滞后相角φX;
步骤四、根据经典参数下的PSS4B波特图,得到结构改进后PSS4B的超前滞后环节相位补偿角度并对此环节进行参数设置。
进一步,步骤二中所述计算加装IEEE经典参数PSS4B时,产生的低频振荡的振荡频率f1与阻尼比ξ1,具体按照以下方法:
第一步、把待研系统化为单机无穷大模型,并求出此时的菲利普斯-海弗容模型及模型中的各参数。
第二步、在菲利普斯-海弗容模型上加装结构改进后的PSS4B的传递函数,列出状态矩阵列写状态矩阵时,对低频变换器与高频变换器进行化简:低频变换的传递函数用1/A(s),A(s)=0.017823s+1代替;高频变换器传递函数用s2/(s+1)2代替,每个分支的超前/滞后环节参数为一致,因此合并在3个分支相加之后;
第三步、把菲利普斯-海弗容模型与经典参数下PSS4B中的常量代入,此时PSS4B未考虑相位补偿环节,超前/滞后环节常量TX与TY都设为0,求得状态矩阵的特征根,利用参与因子取得转子振荡模式下的一对共轭特征根σ±jω,由此得到有阻尼振荡频率f1与阻尼比ξ1。
进一步,列出加装改进结构PSS4B的单机无穷大系统状态矩阵此时状态变量为
x=[Δωr,Δδ,Δψfd,Δvt,Δv1,Δv2,Δv3,Δv4,Δv5,Δv6,Δx1,Δx2,Δx3,Δvs];
式中,Δωr为发电机转子转速偏差,Δδ为发电机转子角度偏差,Δψfd为发电机励磁磁链偏差,Δvt为励磁机的电压传感器测得发电机机端电压偏差,Δv1~Δv6为PSS4B传递函数的内部变量偏差,Δx1和Δx2分别为PSS4B的高频变换器与低频变换器的输出变量偏差,Δvs为PSS4B的输出变量偏差。
状态矩阵
其中的元素未写出的均为零为0,其余元素如下:
a(1,1)=-KD/2H;a(1,2)=-K1/2H;a(1,3)=-K2/2H;a(2,1)=ω0;a(3,2)=-K3K4/T3;
a(3,3)=-1/T3;
a(3,4)=-K3KA/T3;a(3,9)=K3KA/T3;a(4,2)=K5/TR;a(4,3)=K6/TR;a(4,4)=-1/TR;
a(5,1)=TL1KL/TTL2;
a(5,5)=-1/TL2;a(5,11)=(al-TL1)KL/TL2;a(6,1)=TL3KL/TTL4;a(6,6)=-1/TL4;
a(6,11)=KL(al-TL3)/TTL4;
a(7,1)=TM5KM/TTM6;a(7,7)=-1/TM6;a(7,11)=KM(T-TM5)/(TTM6);a(8,1)=TM7KM/TTM8;
a(8,8)=-1/TM8;
a(8,11)=KM(T-TM7)/(TTM8);a(9,1)=-KDTH9KH/(2HTH10);a(9,2)=-K1TH9KH/(2HTH10);
a(9,3)=-K2TH9KH/(2HTH10);a(9,9)=-1/TH10;a(9,12)=(KH-KHTH9)/TH10;
a(9,13)=-KHTH9/TH10;
a(10,1)=-KDTH11KH/(2HTH12);a(10,2)=-K1TH11KH/(2HTH12);a(10,3)=-K2TH11KH/(2HTH12);
a(10,10)=-1/TH12;
a(10,12)=(KH-KHTH11)/TH12;a(10,13)=-KHTH11/TH12;a(11,1)=1/T;a(11,11)=-1/T;
a(12,1)=-KD/2H;a(12,2)=-K1/2H;a(12,3)=-K2/2H;a(12,12)=-1;a(12,1)=-KD/2H;
a(12,13)=-1;
a(13,1)=-KD/2H;a(13,2)=-K1/2H;a(13,3)=-K2/2H;a(13,13)=-1;
a(14,1)=[KL1a(5,1)-KL1a(6,1)+KM2a(8,1)+KH3a(9,1)-KH3a(10,1)]TX/TY;
a(14,2)=[KH3a(9,2)-KH3a(10,2)]TX/TY;a(14,3)=[KH3a(9,3)-KH3a(10,3)]TX/TY;
a(14,5)=[KL1TXa(5,5)+KL1]/TY;a(14,6)=-[KL1TXa(6,6)+KL1]/TY;
a(14,7)=[KM2TXa(7,7)+KM2]/TY;
a(14,8)=-[KM2TXa(8,8)+KM2]/TY;a(14,9)=[KH3TXa(9,9)+KH3]/TY;
a(14,10)=-[KH3TXa(10,10)+KH3]/TY;
a(14,11)={KL1[a(5,11)-a(6,11)]+KM2[a(7,11)-a(8,11)]}TX/TY;
a(14,12)={KH3[a(9,12)-a(10,12)]}TX/TY;a(14,13)={KH3[a(9,13)-a(10,13)]}TX/TY;
a(14,14)=-1/TY。
式中,KD为阻尼转矩系数;H为发电机惯性时间常数;K1~K6为菲利普斯-海弗容模型中的系数;ω0为发电机的基准速度;KA为励磁系统的放大倍数;TR为励磁系统的电压传感器的测量时间;T3为励磁回路的时间常数,TL1~TL4、TM5~TM8、TH9~TH12、TL11、TL17、TI11、TI17、TH11、TH17为PSS4B的相位补偿环节参数,可以由IEEE给定的经典参数实例得到每个参数取值;KL、KM、KH、KL1、KM2、KH3为PSS4B的放大倍数环节参数;T为PSS4B低频变换器的时间常数。
进一步,步骤四所述结构改进的PSS4B,对传递函数进行了结构改进:PSS4B的增益与带通滤波环节利用IEEE给定的经典参数,每个分支的相位补偿环节都设为相同,因此合并在3个分支相加之后。
进一步,所述根据经典参数下的PSS4B波特图,得到结构改进后PSS4B的超前滞后环节相位补偿角度并对此环节进行参数设置,具体按照以下方法:
第一步、画出未考虑相位补偿环节PSS4B的波特图,得到此时在转子振荡模式下提供的超前相角
第二步、改进模型中的超前/滞后环节所提供的补偿角度取为:
使PSS4B整体提供的补偿相角与励磁环节滞后的相角一致,设超前/滞后环节为(1+aTs)/(1+Ts),ωd为振荡频率,此环节参数为:
本发明提供的电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,解决了PSS4B因结构复杂,三个相位补偿频段之间的补偿度数易相互影响,因而参数整定困难的问题,提出了一种结构改进的PSS4B。在IEEE经典参数的基础上,为了不引起分支间相位补偿度数相互影响,每个频段的相位补偿环节都设为相同。并在改进PSS4B结构的基础上,利用相位补偿理论,给出改进后PSS4B的相位补偿环节参数设置方法;列出包含结构改进PSS4B的单机无穷大系统的状态矩阵,通过比较振荡模式下的阻尼,说明改进后PSS4B对低频振荡抑制效果较经典参数更为优良,使得系统的稳定性得到提高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的改进后的PSS4B传递函数图。
图2是本发明实施例提供的菲利普斯-海弗容模型图。
图3是本发明实施例提供的Δδ-Δω平面转矩向量图。
图4是本发明实施例提供的仿真系统图。
图5是本发明实施例提供的单机无穷大系统平面转矩向量图。
图6是本发明实施例提供的当H=2s时利用PSS4B抑制发电机功率扰动图。
图7是本发明实施例提供的当H=24s时利用PSS4B抑制发电机转子转速图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
改进前的PSS4B传递函数图PSS4B有两个输入Δx1和Δx2,可以直接用转子转速偏差作为两输入的信号,再分别通过低频及高频变换器,作为PSS4B的输入。由于PSS4B参数众多,研究起来较为复杂,每个分支的补偿角度容易互相影响,难以整定。
在本发明中,对传递函数进行了结构改进:PSS4B的增益与带通滤波环节利用IEEE给定的经典参数,为了不引起分支间相位补偿相互影响,每个分支的相位补偿环节都设为相同,因此可以合并在3个分支相加之后。结构简化后的PSS4B传递函数图如图2。
一、计算待研发电机加装IEEE经典参数下的PSS4B产生的低频振荡的振荡频率f1。
首先,判断发电机产生的电功率是否有波动,若有,则说明产生了低频振荡。把待研电网系统化为单机无穷大模型,并求出此时的菲利普斯-海弗容模型及模型中的各参数。
在菲利普斯-海弗容模型上加装结构改进后的PSS4B的传递函数,如图2。列出状态矩阵列写状态矩阵时,做以下简化处理:
(1)忽略限幅环节;
(2)对低频变换器与高频变换器进行化简:低频变换的传递函数用1/A(s),A(s)=0.017823s+1代替;高频变换器传递函数用s2/(s+1)2代替。通过bode图比较,简化后的高低频变换器幅频相频差很小,可忽略;
(3)为了不引起分支间相位补偿相互影响,每个分支的超前/滞后环节参数为一致,PSS4B的增益与带通滤波环节利用IEEE给定的经典参数,因此可以合并在3个分支相加之后。
此时状态变量如图1和图2标注,矩阵状态变量为x=[Δωr,Δδ,Δψfd,Δvt,Δv1,Δv2,Δv3,Δv4,Δv5,Δv6,Δx1,Δx2,Δx3,Δvs];
式中,Δωr为发电机转子转速偏差,Δδ为发电机转子角度偏差,Δψfd为发电机励磁磁链偏差,Δvt为励磁机的电压传感器测得发电机机端电压偏差,Δv1~Δv6为PSS4B传递函数的内部变量偏差,Δx1和Δx2分别为PSS4B的高频变换器与低频变换器的输出变量偏差,Δvs为PSS4B的输出变量偏差。
状态矩阵
其中的元素未写出的均为零为0,其余元素如下:
a(1,1)=-KD/2H;a(1,2)=-K1/2H;a(1,3)=-K2/2H;a(2,1)=ω0;a(3,2)=-K3K4/T3;
a(3,3)=-1/T3;
a(3,4)=-K3KA/T3;a(3,9)=K3KA/T3;a(4,2)=K5/TR;a(4,3)=K6/TR;a(4,4)=-1/TR;
a(5,1)=TL1KL/TTL2;
a(5,5)=-1/TL2;a(5,11)=(al-TL1)KL/TL2;a(6,1)=TL3KL/TTL4;a(6,6)=-1/TL4;
a(6,11)=KL(al-TL3)/TTL4;
a(7,1)=TM5KM/TTM6;a(7,7)=-1/TM6;a(7,11)=KM(T-TM5)/(TTM6);a(8,1)=TM7KM/TTM8;
a(8,8)=-1/TM8;
a(8,11)=KM(T-TM7)/(TTM8);a(9,1)=-KDTH9KH/(2HTH10);a(9,2)=-K1TH9KH/(2HTH10);
a(9,3)=-K2TH9KH/(2HTH10);a(9,9)=-1/TH10;a(9,12)=(KH-KHTH9)/TH10;
a(9,13)=-KHTH9/TH10;
a(10,1)=-KDTH11KH/(2HTH12);a(10,2)=-K1TH11KH/(2HTH12);a(10,3)=-K2TH11KH/(2HTH12);
a(10,10)=-1/TH12;
a(10,12)=(KH-KHTH11)/TH12;a(10,13)=-KHTH11/TH12;a(11,1)=1/T;a(11,11)=-1/T;
a(12,1)=-KD/2H;a(12,2)=-K1/2H;a(12,3)=-K2/2H;a(12,12)=-1;a(12,1)=-KD/2H;
a(12,13)=-1;
a(13,1)=-KD/2H;a(13,2)=-K1/2H;a(13,3)=-K2/2H;a(13,13)=-1;
a(14,1)=[KL1a(5,1)-KL1a(6,1)+KM2a(8,1)+KH3a(9,1)-KH3a(10,1)]TX/TY;
a(14,2)=[KH3a(9,2)-KH3a(10,2)]TX/TY;a(14,3)=[KH3a(9,3)-KH3a(10,3)]TX/TY;
a(14,5)=[KL1TXa(5,5)+KL1]/TY;a(14,6)=-[KL1TXa(6,6)+KL1]/TY;
a(14,7)=[KM2TXa(7,7)+KM2]/TY;
a(14,8)=-[KM2TXa(8,8)+KM2]/TY;a(14,9)=[KH3TXa(9,9)+KH3]/TY;
a(14,10)=-[KH3TXa(10,10)+KH3]/TY;
a(14,11)={KL1[a(5,11)-a(6,11)]+KM2[a(7,11)-a(8,11)]}TX/TY;
a(14,12)={KH3[a(9,12)-a(10,12)]}TX/TY;a(14,13)={KH3[a(9,13)-a(10,13)]}TX/TY;
a(14,14)=-1/TY。
式中,KD为阻尼转矩系数;H为发电机惯性时间常数;K1~K6为菲利普斯-海弗容模型中的系数;ω0为发电机的基准速度;KA为励磁系统的放大倍数;TR为励磁系统的电压传感器的测量时间;T3为励磁回路的时间常数,TL1~TL4、TM5~TM8、TH9~TH12、TL11、TL17、TI11、TI17、TH11、TH17为PSS4B的相位补偿环节参数,图2给出具体每个参数意义;KL、KM、KH、KL1、KM2、KH3为PSS4B的放大倍数环节参数,图2给出具体每个参数意义;T为PSS4B低频变换器的时间常数,图2给出具体每个参数意义。
把菲利普斯-海弗容模型与经典参数下PSS4B中的常量代入,此时PSS4B未考虑相位补偿环节,超前/滞后环节常量TX与TY都设为0,求得状态矩阵的特征根,利用参与因子取得转子振荡模式下的一对共轭特征根,其实部σ给出了阻尼,虚部ω给出了有阻尼振荡频率。其中有阻尼振荡频率f1与阻尼比ξ1分别为:
二、求得在振荡频率f1下的励磁系统滞后相角
研究发电机低频功率振荡问题时,发电机内部的变量Δω、Δδ、Δψfd等都在作频率为0.2-2.5Hz的正弦振荡。可把电压调节器参考点偏差ΔvS、气隙转矩变化量ΔMe2、PSS附加的阻尼转矩ΔMP同时在Δδ-Δω平面里表示。
由菲利普-海弗容斯模型可得,在包含励磁系统的框图中,不考虑PSS的影响,电枢反应和励磁电压变化将引起磁通的变化。在Δδ处开环,可得到:
其中:
由于电压调节器产生的励磁磁链变化,从而引起的气隙转矩变化为:
根据变量Δω、Δδ的相位关系:
得到:
ΔMe2=KSΔδ+KDΔωr
式中,KS和KD分别为同步转矩系数和阻尼转矩系数。
得到此时滞后相角:
三、结构改进后PSS4B的超前滞后环节参数设置
由图3,当KD<0时,电压调节器产生的附加转矩落后Δδ相位为φX,此时不能平息转子的振荡。只有提供附加的磁链,在相位上领先转子角的摇摆才可以产生正阻尼转矩平息摇摆。需要一个正的阻尼转矩ΔMP使ΔMP与ΔMe2合成转矩ΔMe位于第一象限。ΔMP是在电压调节器参考点输入ΔvS产生的,因此ΔvS必须领先Δω轴φX,这样经过励磁系统的滞后,能够产生与Δω轴同相位的ΔMP,产生正阻尼转矩,使得KD>0。
本发明中PSS4B的参数整定是基于IEEE给定的经典参数,考虑相位补偿环节。画出未考虑相位补偿环节PSS4B的波特图,得到此时在转子振荡模式下提供的超前相角产生的阻尼转矩为图3的ΔMP2。此时都不能达到最佳补偿效果。因此需要利用简化模型中的超前/滞后环节所提供的补偿角度取为:
使PSS4B整体提供的补偿相角与励磁环节滞后的相角一致。设超前/滞后环节为(1+aTs)/(1+Ts),ωd为振荡频率,此环节参数为:
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的说明。
在MATLAB/Simulink中搭建单机无穷大系统仿真,如图4。不考虑调速器,励磁系统采用快速励磁。变压器母线与无穷大系统母线中的t=1s时发生三相接地故障,持续时间为0.1s。改变发电机转子惯性时间常数H可以改变低频振荡的振荡频率。分别取H=2s、24s时对超前滞后环节的参数进行设定、仿真并验证。
当H=2s时,各转矩增量的向量图如图5,在利用PSS4B经典参数未考虑超前滞后环节时,利用状态矩阵A求得此时振荡频率为1.087Hz,励磁环节产生的气隙转矩ΔMe2在此振荡频率下滞后角度为83°,此时经典参数的PSS4B只提供71°的超前相角,仍需要的超前相角。因此分别设置6°、12°、24°的超前环节。在PSS4B中加入补偿不同相角的超前环节后,利用MATLAB/Simulink进行时域仿真分析如图6。
当H=24s时,在利用PSS4B经典参数未考虑超前滞后环节时,利用状态矩阵A求得此时振荡频率为0.372Hz,励磁环节产生的气隙转矩ΔMe2在此振荡频率下滞后角度为82.84°,此时经典参数的PSS4B提供95°的超前相角,此时需要的滞后相角。因此分别设置超前12°、滞后12°、滞后24°环节。在PSS4B中加入补偿不同相角的超前/滞后环节后,利用MATLAB/Simulink进行时域仿真分析如图7。
由图6可得,当H=2s时,采用本发明得到的相角对超前/滞后环节参数进行设置,此时对低频振荡的抑制效果最优。
由图7可得,当H=24s时,采用本发明得到的相角对超前/滞后环节参数进行设置,此时对低频振荡的抑制效果最优
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,其特征在于,所述电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法包括以下步骤:
步骤一、判断发电机产生的电功率是否有波动,如是,则转步骤二;
步骤二、在此发电机上加装IEEE经典参数下的PSS4B,并计算此时产生的低频振荡的振荡频率f1与阻尼比ξ1;
步骤三、根据励磁系统相位滞后特性,得到振荡频率为f1时励磁系统的滞后相角φX;
步骤四、根据经典参数下的PSS4B波特图,得到结构改进后PSS4B的超前滞后环节相位补偿角度并对此环节进行参数设置。
2.如权利要求1所述的电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,其特征在于,步骤二中所述计算加装IEEE经典参数PSS4B时,产生的低频振荡的振荡频率f1与阻尼比ξ1,具体按照以下方法:
第一步、把待研系统化为单机无穷大模型,并求出此时的菲利普斯-海弗容模型及模型中的各参数。
第二步、在菲利普斯-海弗容模型上加装结构改进后的PSS4B的传递函数,列出状态矩阵列写状态矩阵时,对低频变换器与高频变换器进行化简:低频变换的传递函数用1/A(s),A(s)=0.017823s+1代替;高频变换器传递函数用s2/(s+1)2代替,每个分支的超前/滞后环节参数为一致,因此合并在3个分支相加之后;
第三步、把菲利普斯-海弗容模型与经典参数下PSS4B中的常量代入,此时PSS4B未考虑相位补偿环节,超前/滞后环节常量TX与TY都设为0,求得状态矩阵的特征根,利用参与因子取得转子振荡模式下的一对共轭特征根σ±jω,由此得到有阻尼振荡频率f1与阻尼比ξ1。
3.如权利要求2所述电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,其特征在于,列出加装改进结构PSS4B的单机无穷大系统状态矩阵此时状态变量为x=[Δωr,Δδ,Δψfd,Δvt,Δv1,Δv2,Δv3,Δv4,Δv5,Δv6,Δx1,Δx2,Δx3,Δvs];状态矩阵
其中的元素未写出的均为零为0,其余元素如下:
a(1,1)=-KD/2H;a(1,2)=-K1/2H;a(1,3)=-K2/2H;a(2,1)=ω0;a(3,2)=-K3K4/T3;
a(3,3)=-1/T3;
a(3,4)=-K3KA/T3;a(3,9)=K3KA/T3;a(4,2)=K5/TR;a(4,3)=K6/TR;a(4,4)=-1/TR;
a(5,1)=TL1KL/TTL2;
a(5,5)=-1/TL2;a(5,11)=(al-TL1)KL/TL2;a(6,1)=TL3KL/TTL4;a(6,6)=-1/TL4;
a(6,11)=KL(al-TL3)/TTL4;
a(7,1)=TM5KM/TTM6;a(7,7)=-1/TM6;a(7,11)=KM(T-TM5)/(TTM6);a(8,1)=TM7KM/TTM8;
a(8,8)=-1/TM8;
a(8,11)=KM(T-TM7)/(TTM8);a(9,1)=-KDTH9KH/(2HTH10);a(9,2)=-K1TH9KH/(2HTH10);
a(9,3)=-K2TH9KH/(2HTH10);a(9,9)=-1/TH10;a(9,12)=(KH-KHTH9)/TH10;
a(9,13)=-KHTH9/TH10;
a(10,1)=-KDTH11KH/(2HTH12);a(10,2)=-K1TH11KH/(2HTH12);a(10,3)=-K2TH11KH/(2HTH12);
a(10,10)=-1/TH12;
a(10,12)=(KH-KHTH11)/TH12;a(10,13)=-KHTH11/TH12;a(11,1)=1/T;a(11,11)=-1/T;
a(12,1)=-KD/2H;a(12,2)=-K1/2H;a(12,3)=-K2/2H;a(12,12)=-1;a(12,1)=-KD/2H;
a(12,13)=-1;
a(13,1)=-KD/2H;a(13,2)=-K1/2H;a(13,3)=-K2/2H;a(13,13)=-1;
a(14,1)=[KL1a(5,1)-KL1a(6,1)+KM2a(8,1)+KH3a(9,1)-KH3a(10,1)]TX/TY;
a(14,2)=[KH3a(9,2)-KH3a(10,2)]TX/TY;a(14,3)=[KH3a(9,3)-KH3a(10,3)]TX/TY;
a(14,5)=[KL1TXa(5,5)+KL1]/TY;a(14,6)=-[KL1TXa(6,6)+KL1]/TY;
a(14,7)=[KM2TXa(7,7)+KM2]/TY;
a(14,8)=-[KM2TXa(8,8)+KM2]/TY;a(14,9)=[KH3TXa(9,9)+KH3]/TY;
a(14,10)=-[KH3TXa(10,10)+KH3]/TY;
a(14,11)={KL1[a(5,11)-a(6,11)]+KM2[a(7,11)-a(8,11)]}TX/TY;
a(14,12)={KH3[a(9,12)-a(10,12)]}TX/TY;a(14,13)={KH3[a(9,13)-a(10,13)]}TX/TY;
a(14,14)=-1/TY。
4.如权利要求1所述的电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,其特征在于,步骤四所述结构改进的PSS4B,对传递函数进行了结构改进:PSS4B的增益与带通滤波环节利用IEEE给定的经典参数,每个分支的相位补偿环节都设为相同,因此合并在3个分支相加之后。
5.如权利要求1所述的电力系统稳定器PSS4B的结构改进及参数配置方法,其特征在于,所述根据经典参数下的PSS4B波特图,得到结构改进后PSS4B的超前滞后环节相位补偿角度并对此环节进行参数设置,具体按照以下方法:
第一步、画出未考虑相位补偿环节PSS4B的波特图,得到此时在转子振荡模式下提供的超前相角
第二步、改进模型中的超前/滞后环节所提供的补偿角度取为:
使PSS4B整体提供的补偿相角与励磁环节滞后的相角一致,设超前/滞后环节为(1+aTs)/(1+Ts),ωd为振荡频率,此环节参数为:
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106786484A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种二次谐波电流的抑制方法及装置 |
CN107979101A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于bbo的电力系统稳定器参数优化方法 |
CN108110751A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-01 | 囯网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 应急控制电力系统稳定方法 |
CN108879727A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 电子科技大学 | 一种基于pss4b-l抑制超低频振荡的方法 |
CN109802403A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-24 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力系统稳定器的临界增益整定方法及装置 |
CN110365026A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-22 | 云南电网有限责任公司 | 基于频域裕度指标整定pss4b参数抑制低频振荡的设计方法 |
CN110417013A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-05 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 电力系统稳定器参数整定方法及可读存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103296688A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-09-11 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种电力系统稳定器的实现方法 |
CN104319794A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 一种提高系统稳定性的交直流协调控制方法 |
CN104407516A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种发电机励磁装置对实测转速及计算转速的同步跟踪方法 |
CN104951900A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-09-30 | 贵州电力试验研究院 | 一种励磁调节器及其电力系统稳定器的性能评估装置 |
CN105356486A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电力系统稳定器的参数整定方法及装置 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103296688A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-09-11 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种电力系统稳定器的实现方法 |
CN104319794A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 一种提高系统稳定性的交直流协调控制方法 |
CN104407516A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种发电机励磁装置对实测转速及计算转速的同步跟踪方法 |
CN104951900A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-09-30 | 贵州电力试验研究院 | 一种励磁调节器及其电力系统稳定器的性能评估装置 |
CN105356486A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电力系统稳定器的参数整定方法及装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106786484A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种二次谐波电流的抑制方法及装置 |
CN106786484B (zh) * | 2016-12-30 | 2023-09-15 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种二次谐波电流的抑制方法及装置 |
CN108110751A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-01 | 囯网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 应急控制电力系统稳定方法 |
CN107979101A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于bbo的电力系统稳定器参数优化方法 |
CN108879727A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 电子科技大学 | 一种基于pss4b-l抑制超低频振荡的方法 |
CN109802403A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-24 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力系统稳定器的临界增益整定方法及装置 |
CN109802403B (zh) * | 2019-01-18 | 2020-12-04 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力系统稳定器的临界增益整定方法及装置 |
CN110365026A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-22 | 云南电网有限责任公司 | 基于频域裕度指标整定pss4b参数抑制低频振荡的设计方法 |
CN110365026B (zh) * | 2019-05-29 | 2023-01-31 | 云南电网有限责任公司 | 基于频域裕度指标整定pss4b参数抑制低频振荡的设计方法 |
CN110417013A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-05 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 电力系统稳定器参数整定方法及可读存储介质 |
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