CN107591824A - 一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法 - Google Patents

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张俊峰
付聪
唐景星
王钤
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Abstract

本发明公开了一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法，用于解决现有技术中当系统中所发生的低频振荡的频率较低时，用于抑制低频振荡的PSS在系统低频振荡期间往往难以有效发挥阻尼作用，无法有效抑制低频振荡的技术问题。本发明方法包括：测量发电机组的最低振荡频率；判断所述最低振荡频率的大小，若所述最低振荡频率大于1赫兹，则整定电力系统稳定器模型的参数T8为0.6，若所述最低振荡频率低于1赫兹，则重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8。

Description

一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法
技术领域
本发明涉及电力系统动态稳定技术领域，尤其涉及一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法。
背景技术
近年来，电力系统通过交直流线路紧密互联，电网振荡模式复杂，低频振荡事件时有发生，动态稳定问题受到广泛关注。而电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)作为一种有效的低频振荡抑制措施，主要作用是给电压调节器提供附加控制信号，产生正的附加阻尼转矩，来补偿以端电压为输入的电压调节器可能产生的负阻尼转矩，从而提高发电机和整个电力系统的阻尼能力，抑制自发低频振荡的发生，加速功率振荡的衰减。
而现有技术中当系统中所发生的低频振荡的频率较低时，用于抑制低频振荡的PSS在系统低频振荡期间往往难以有效发挥阻尼作用，无法有效抑制低频振荡。
发明内容
本发明提供了一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法，解决了现有技术中当系统中所发生的低频振荡的频率较低时，用于抑制低频振荡的PSS在系统低频振荡期间往往难以有效发挥阻尼作用，无法有效抑制低频振荡的技术问题。
本发明提供的一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法，包括：
测量发电机组的最低振荡频率；
判断所述最低振荡频率的大小，若所述最低振荡频率大于1赫兹，则整定电力系统稳定器模型的参数T8为0.6，若所述最低振荡频率低于1赫兹，则重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8。
优选地，所述重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8包括：
将所述电力系统稳定器模型的参数T8整定为小于0.6的整定值。
优选地，所述重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8之后还包括：
投入所述电力系统稳定器模型，并校核所述电力系统稳定器模型的优化效果。
优选地，所述电力系统稳定器模型包括电力系统稳定器PSS2A模型和电力系统稳定器PSS2B模型。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过先测量系统发生低频振荡时发电机组的最低振荡频率，并对最低振荡频率进行判定，若最低振荡频率低于PSS难以发挥阻尼作用的阈值时，对PSS模型中的参数重新进行整定，以使得PSS能在系统发生低频振荡的频率较低时同样能够发挥阻尼作用，有效抑制低频振荡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种PSS2A模型；
图2为本发明实施例提供的一种PSS2B模型；
图3为本发明实施例提供的在不同的整定参数下的幅频特性曲线示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法，用于解决现有技术中当系统中所发生的低频振荡的频率较低时，用于抑制低频振荡的PSS在系统低频振荡期间往往难以有效发挥阻尼作用，无法有效抑制低频振荡的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
经发明人研究发现，在目前常用的PSS模型中，发电机转速作为PSS模型的输入量，比较难通过实测获得，通常采用等效理论计算方式获取。而实际上由于发电机组轴系次同步振荡、同步电抗饱和以及发电机转速抗干扰能力差等原因，发电机的实际转速和通过等效理论计算方式获得的发电机转速存在一定的差别，从而导致PSS模型的输入量客观上存在误差。因此，在PSS模型的输入量存在误差的情况下，需要对PSS模型滤波参数进行有效整定，使得在系统低频振荡期间PSS能够有效发挥阻尼作用，抑制低频振荡。
根据对发电机的运行特性进行研究得知，当机组发生频率为fr的低频振荡时，机组输出电磁功率Pe和发电机转速ω中含有相同频率的低频振荡分量；机组机械功率PM中无低频振荡分量，且基本保持不变。同时，工程应用中ω通常采用计算方式获取，由于发电机组轴系次同步振荡和同步电抗饱和等原因，通常ω中还含有其他频率的谐波成分。
对发电机进行研究可知，发电机转子运动方程为：
其中，TJ为发电机的惯性时间常数。
对发电机转子运动方程两边同时取偏差量可得：
对公式(2)进行变形，可以得：
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的一种PSS2A模型，图2为本发明实施例提供的一种PSS2B模型。实际上PSS中需增加滤波环节G(s)，公式(3)改为：
其中：T8、T9、M、N为整定参数。
图1和图2所示的PSS2A/2B模型中，采用了式(3)的方式由Pe和ω得到ΔPM，理论上机组发生本机振荡或区间振荡时，原动机功率PM不变，即ΔPM＝0，但由于ω因计算存在的客观误差，导致ΔPM中必然存在低频振荡分量，需通过滤波环节G(s)进行滤波。根据PSS模型可知，若ΔPM中的谐波成分不能有效滤除，将导致由ΔPM、ΔPe作差后得到的合成加速功率偏离真实值，无法有效提取到将要抑制的低频分量，进一步导致PSS无法产生阻尼振荡的作用。
通常情况下，工程人员默认为机组本机振荡频率fr≈1.3Hz，而PSS模型的通用参数设置为：T8＝0.6，T9＝0.12，M＝5，N＝1，可有效滤除ΔPM中的本机振荡频率附近的谐波成分。但实际运行中发现，部分弱联络的机组振荡频率可能更低，如果fr≈0.6Hz时，按照上述通用参数PSS将无法发挥阻尼作用，因而需要进一步优化PSS参数。
其中，G(s)幅频特性反映了对因ω计算误差导致的ΔPM中的谐波成分的过滤效果。根据PSS模型的通用设置参数，当T8＝0.6，T9＝0.12，M＝5，N＝1时，可得到G(s)的幅频特性曲线；在其他参数不变的情况下，进一步改变T8＝0.2、T8＝0，可以获得新的幅频特性曲线，对比结果如图3所示，图3为在不同的整定参数下的幅频特性曲线示意图。
由图3可知，当T8＝0.6时，G(s)在多数情况下可滤除因ω计算误差导致的ΔPM中的低频谐波，但对1Hz以下的谐波成分进行了放大，其中对0.6Hz的分量放大约1.6倍，无法实现滤除低频段谐波的目的，导致机组发生1Hz以下的较低频振荡时，PSS无法发挥阻尼作用。T8＝0.2或T8＝0时，G(s)的幅值明显降低，对低频振荡低频段(0.2～2Hz)之间的谐波成分均明显衰减，起到了还原ΔPM真实值的目的，可满足在不同情况下PSS均可充分发挥阻尼作用。
根据以上的理论推导和实验结果，本发明实施例提供了一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法。请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法的流程示意图。
本发明实施例提供的一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法包括：
S101、测量发电机组的最低振荡频率；
在PSS参数整定试验中，首先通过实测得到发电机组的最低振荡频率fmin。
S102、判断所述最低振荡频率的大小，若所述最低振荡频率大于1赫兹，则执行步骤S103，若所述最低振荡频率低于1赫兹，则执行步骤S104。
S103、整定电力系统稳定器模型的参数T8为0.6。
S104、重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8。
其中，所述电力系统稳定器模型包括电力系统稳定器PSS2A模型和电力系统稳定器PSS2B模型。在整定过程中，可以根据实际需求将所述电力系统稳定器模型的参数T8整定为小于0.6的整定值。
进一步地，所述重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8之后还包括：
投入所述电力系统稳定器模型，并校核PSS模型的优化效果。如PSS模型的优化效果不佳，还可以重新对PSS模型的参数T8进行整定。
本发明实施例中通过先测量系统发生低频振荡时发电机组的最低振荡频率，并对最低振荡频率进行判定，若最低振荡频率低于PSS难以发挥阻尼作用的阈值时，对PSS模型中的参数重新进行整定，以使得PSS能在系统发生低频振荡的频率较低时同样能够发挥阻尼作用，有效抑制低频振荡。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种电力系统稳定器模型阻尼优化方法，其特征在于，包括：
测量发电机组的最低振荡频率；
判断所述最低振荡频率的大小，若所述最低振荡频率大于1赫兹，则整定电力系统稳定器模型的参数T8为0.6，若所述最低振荡频率低于1赫兹，则重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8。
2.根据权利要求1所述的电力系统稳定器模型阻尼优化方法，其特征在于，所述重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8包括：
将所述电力系统稳定器模型的参数T8整定为小于0.6的整定值。
3.根据权利要求1所述的电力系统稳定器模型阻尼优化方法，其特征在于，所述重新整定所述电力系统稳定器模型的参数T8之后还包括：
投入所述电力系统稳定器模型，并校核所述电力系统稳定器模型的优化效果。
4.根据权利要求1至3所述的电力系统稳定器模型阻尼优化方法，其特征在于，所述电力系统稳定器模型包括电力系统稳定器PSS2A模型和电力系统稳定器PSS2B模型。
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