CN110676859B - 一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型及抑制方法 - Google Patents
一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型及抑制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型及抑制方法，包括：在电功率信号处理模块中，对输入的发电机的电功率信号进行两级隔直处理，并依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；在转速偏差处理模块中，对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。本发明的电力系统稳定器模型通过电功率信号处理模块为0.3‑2Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，通过转速偏差处理模块为0.01‑0.3Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，两分支合成后可实现为全频域低频振荡提供优良的阻尼作用，也解决了正常运行时的反调作用，具有非常大的现场应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，并且更具体地，涉及一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器及抑制方法。
背景技术
为解决我国能源资源与消费需求逆向分布的问题，满足负荷中心电力供应、发展清洁能源、节能减排等方面的迫切需求，国家大力建设特高压交直流混联电网。交直流特高压加强了各区域电网的互联，不仅提高了电网运行的经济性，也提升了抵御扰动和故障冲击的能力，但不可避免的引起了系统低频振荡和阻尼比的降低，电网的动态稳定性风险显著增加。电力系统稳定器(PSS)作为一种附加励磁控制对电力系统稳定的改善具有重要作用，我国电力行业在近二十年广泛地对并网机组进行了PSS的配置，不断提高电力系统的安全性、稳定性，带来了显著的经济效益和社会效益。到目前为止，PSS仍是增强系统阻尼、抑制低频振荡的最有效、最经济的首选措施。
PSS很早就被大家熟知和广泛的使用，其原理简单易懂，基于力矩分解法，用PSS对发电机励磁系统进行相位补偿以提高系统阻尼。对于采用电功率的单输入型PSS，如图1所示，虽然提高阻尼的作用比较明显，但由于角度补偿的要求，符合角度补偿要求的参数设置都存在反调问题。采用双输入型PSS(拟合加速度功率信号)的PSS，如图2所示，虽然解决了反调的问题，但在转速快速变化的情况下，由于采用的扭振滤波器幅值不为1，相角存在较大偏移的情况，造成了合成加速度功率严重不准确的问题。同时，采用上述两种PSS，不管电功率还是加速度功率，对于0.2Hz以下的低频振荡不敏感，提供阻尼不够的缺点。
为了满足PSS无反调的不良影响，满足全域低频振荡(0-2Hz)下都可以提供较好阻尼作用，需要一种新颖的电力系统稳定器模型及参数设置方法。
发明内容
本发明提出一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型及抑制方法，以解决如何为全频域低频振荡提供满足要求的阻尼的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型，所述电力系统稳定器模型包括：并联的电功率信号处理型模块和转速偏差处理模块，
所述电功率信号处理模块，包括：依次连接的电功率信号测量单元、两级隔直单元、三级超前滞后单元和第一增益放大单元，用于在利用电功率信号测量单元对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元和第一增益放大单元对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
所述转速偏差处理模块，包括：依次连接的转速偏差测量单元、低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元，用于利用转速偏差测量单元对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中在所述两级隔直单元，对电功率信号进行两级隔直处理和以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子。
优选地，其中所述低通滤波单元，包括：低通滤波子单元和带通滤波子单元，
所述低通滤波子单元，用于采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除；
所述带通滤波子单元，用于对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号。
优选地，其中所述低通滤波器为带通滤波器为设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
优选地，其中
在所述三级超前滞后单元，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
在所述两级超前滞后单元，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
优选地，其中所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的电力系统稳定器抑制全域低频振荡的方法，所述方法包括：
在利用电功率信号测量单元对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元和第一增益放大单元对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
利用转速偏差测量单元对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中所述利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，包括：
对电功率信号经过两级隔直处理和/>以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子。
优选地，其中所述低通滤波单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理，包括：
利用低通滤波子单元采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除；
利用带通滤波子单元对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号。
优选地，其中所述低通滤波器为带通滤波器为设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
优选地，其中
在所述三级超前滞后单元，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
在所述两级超前滞后单元，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
优选地，其中所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
本发明提供了一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型及抑制方法，包括：在电功率信号处理模块中，对输入的发电机的电功率信号进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；在转速偏差处理模块中，对输入的发电机的转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。本发明的电力系统稳定器通过电功率信号处理模块为0.3-2Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，通过转速偏差处理模块所在的低频分支为0.01-0.3Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，能够解决电功率分支对于原动机调整功率时的反调问题；转速偏差信号采用了低通滤波器和带通滤波器进行滤波处理，使得在较高频段(大于1Hz)的强迫振荡时，无通用的加速度功率型PSS2型模型的振荡问题；转速偏差信号分支采用带通滤波器，过了中心频率点后的相位滞后特性可以为电功率信号分支解决反调问题，以及采取特殊参数设置时所引起的大角度超前问题；两个分支结构并联，各自补偿不同的频域范围，它们的参数在整定上有较强的独立性，两分支合成后可为0-2Hz之间全域低频振荡提供阻尼作用，实现了为全频域低频振荡提供优良的阻尼作用，同时也解决了正常运行时的反调作用，具有非常大的现场应用价值。
附图说明
利用参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为传统的电力系统稳定器PSS1A型传递函数框图；
图2为传统的电力系统稳定器PSS2型传递函数框图；
图3为根据本发明实施方式的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器300的结构示意图；
图4为根据本发明实施方式的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器的传递函数框图；
图5为根据本发明实施方式的电力系统稳定器模型与常规的1A模型在原动力快速调整功率时的反调仿真对比图；
图6为根据本发明实施方式的电力系统稳定器与常规的1A模型在本机振荡时的阻尼作用仿真图对比图；
图7为根据本发明实施方式的电力系统稳定器在超低频振荡(f＝0.09Hz)与常规的PSS2型阻尼作用仿真对比图；
图8为常规的PSS1A(TW＝1.2、6)型在超低频振荡和无PSS时的阻尼作用仿真对比图；以及
图9为根据本发明实施方式的抑制全域低频振荡的方法900的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图3为根据本发明实施方式的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器300的结构示意图。如图3所示，本发明的实施方式提供的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器，通过电功率信号处理模块为0.3-2Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，通过转速偏差处理模块所在的低频分支为0.01-0.3Hz之间的低频振荡提供阻尼作用，能够解决电功率分支对于原动机调整功率时的反调问题；转速偏差信号采用了低通滤波器和带通滤波器进行滤波处理，使得在较高频段(大于1Hz)的强迫振荡时，无通用的加速度功率型PSS2型模型的振荡问题；转速偏差信号分支采用带通滤波器，过了中心频率点后的相位滞后特性可以为电功率信号分支解决反调问题，以及采取特殊参数设置时所引起的大角度超前问题；两个分支结构并联，各自补偿不同的频域范围，它们的参数在整定上有较强的独立性，两分支合成后可为0-2Hz之间全域低频振荡提供阻尼作用，实现了为全频域低频振荡提供优良的阻尼作用，同时也解决了正常运行时的反调作用，具有非常大的现场应用价值。本发明的实施方式提供的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器300，包括：并联的电功率信号处理型模块301和转速偏差处理模块302。
优选地，所述电功率信号处理模块301，包括：依次连接的电功率信号测量单元3011、两级隔直单元3012、三级超前滞后单元3013和第一增益放大单元3014，用于在利用电功率信号测量单元3011对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元3012进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元3013和第一增益放大单元3014对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中在所述两级隔直单元3012，对电功率信号进行两级隔直处理和/>以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子。
优选地，其中在所述三级超前滞后单元3013，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求。
优选地，其中所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
图4为根据本发明实施方式的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器的传递函数框图。如图4所示，在本发明的实施方式中，通过采用电功率信号的分支作为电力系统稳定器的主要通道，同时叠加配置低通滤波器的以发电机转速偏差Δω为输入的低频分支，来共同为0-2Hz之间全域低频振荡提供阻尼作用。
对于电功率信号输入的分支，主要对0.3Hz-2Hz之间的低频振荡提供阻尼作用。测量得到的电功率信号P经过两级隔直环节得到电功率偏差信号ΔP。ΔP通过三级超前滞后环节/>然后进行增益放大处理；其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在中第一预设频段范围0.3Hz-2Hz内的有补偿相频要求。
优选地，所述转速偏差处理模块302，包括：依次连接的转速偏差测量单元3021、低通滤波单元3022、两级超前滞后单元3023和第二增益放大单元3024，用于利用转速偏差测量单元3021对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元3022、两级超前滞后单元3023和第二增益放大单元3024对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中所述低通滤波单元3022，包括：低通滤波子单元和带通滤波子单元。
所述低通滤波子单元，用于采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除。
所述带通滤波子单元，用于对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号。
优选地，其中所述低通滤波器为带通滤波器为设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
在所述两级超前滞后单元3023，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
对于转速偏差信号输入的分支，主要对0.01Hz-0.3Hz之间的低频振荡提供阻尼作用。对于转速偏差信号Δω，采用低通滤波器将较高频段(0.3Hz)以上的信号滤除，同时叠加带通滤波器/>只允许关心的频率通过。其中，设置中心频率为0.1Hz，计算时间常数TL＝/>其特点是，在中心频率0.1Hz时，增益最大，幅值为1，相位滞后为0度，中心频率两侧，增益快速减小，对电功率分支的影响随着频率的变大而变小。
对经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围0.01Hz-0.3Hz内的有补偿相频要求。
在本发明的实施方式中，采用PSASP程序平台，建立一个单机无穷大系统，进行调整原动机出力及机端电压的扰动的仿真试验，其中发电机参数使用系统中某个水电厂的实际的700MW水轮机机组的发电机、励磁调节器参数。具体包括：
步骤一：在单机无穷大系统中，通过短时间调整导叶开度，使700MW的机组在22秒内降低机组出力100MW(即1分钟时间，调整额定负荷的39％的速率)。仿真结果见附图5所示的反调仿真对比图。其中，机组励磁调节器PSS分别采用符合行业标准的要求进行参数设置如下：Tw1＝Tw2＝Tw3＝T7＝6，Ks2＝0.1875，T8＝0.6，T9＝0.12，Ks3＝1，T1＝0.2，T2＝0.02，T3＝0.2，T4＝0.02，T5＝1，T6＝1，Ks4＝6，Kpss＝1。PSS1A参数设置如下：TR＝0.02s，Tw1＝Tw2＝6s，KP＝4，T1＝0.1s，T2＝4.3s，T3＝0.2s，T4＝0.02s，T5＝0.04s，T6＝0.08s。本发明的电力系统稳定器的参数为：TR＝0.02s，Tw1＝Tw2＝1.2s，KP＝4，T1＝0.1s，T2＝4.3s，T3＝0.2s，T4＝0.02s，T5＝0.04s，T6＝0.08s，TW＝0.02s，TL＝0.9686s，KL＝11，TL1＝1s，TL2＝2s，TL3＝0.1s，TL4＝0.1s，KPSS＝1。
本发明提供的电力系统稳定器模型的无功反调无功变化为200MVar上升至250Mvar，为额定无功的50/340＝14.7％，远远高于行业标准DL/T1231-2018的要求。而PSS1A模型的无功反调200MVar上升至550MVar，为额定无功的350/340＝103％。可见，本发明的实时方式提供的模型的反调影响远小于采用PSS1A模型的反调。
步骤二：如步骤一的系统中，将机组转动惯量Tj设置为10s，进行发电机电压阶跃试验，设置阶跃量为2％，采用上述参数，两组PSS在1.3Hz附近的交流增益相似，进行比对，具体结果见图6，可见两组PSS在本地振荡模式下(1.3Hz)具有相似的阻尼效果。
步骤三：如步骤一的系统中，将机组转动惯量Tj设置为960s，进行发电机电压阶跃试验，设置阶跃量为2％，模拟低于0.1Hz的低频振荡，分别进行PSS1A型、PSS2型及本发明的实施方式提供的电力系统稳定器的模型的阶跃对比。由于改了转动惯量Tj，转速和电功率之间存在一个和转动惯量Tj成比例的系数，因此设置本发明的实施方式提供的电力系统稳定器模型的KL＝1500，同时设置KPSS＝0.2，其它参数不变，依据两种模型在频段0.03Hz-0.1Hz之间交流增益相似的原则，将PSS2型中的KS1设置为280；PSS1A型参数TW1＝1.2和TW＝6设置为例。
由图7可见，本发明在低频振荡，具有非常好的阻尼作用。
由图8可见，当PSS1A型TW1设置为1.2的时候，由于隔直环节提供了太多的超前角度，使PSS在0.03Hz-0.1Hz提供了超前90°(相对阻尼轴)的角度，实际上提供的负阻尼的结果；而当TW1设置为6的时候，角度补偿也比较差，其提供的阻尼效果远逊于PSS2型及本发明的实施方式提供的电力系统稳定器的模型。
图9为根据本发明实施方式的抑制全域低频振荡的方法900的流程图。如图9所示，本发明的实施方式提供的抑制全域低频振荡的方法900从步骤901处开始，在步骤901，在利用电功率信号测量单元对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元和第一增益放大单元对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中所述利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，包括：
对电功率信号经过两级隔直处理和/>以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子。
在步骤902，利用转速偏差测量单元对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用。
优选地，其中所述低通滤波单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理，包括：利用低通滤波子单元采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除；利用带通滤波子单元对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号。
优选地，其中所述低通滤波器为带通滤波器为设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
优选地，其中在所述三级超前滞后单元，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
在所述两级超前滞后单元，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
优选地，其中所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
本发明的实施例的抑制全域低频振荡的方法900与本发明的另一个实施例的用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器300相对应，在此不再赘述。
已经利用参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得利用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于抑制全域低频振荡的电力系统稳定器模型，其特征在于，所述电力系统稳定器模型包括：并联的电功率信号处理模块和转速偏差处理模块，
所述电功率信号处理模块，仅对发电机的电功率信号进行处理，包括：依次连接的电功率信号测量单元、两级隔直单元、三级超前滞后单元和第一增益放大单元，用于在利用电功率信号测量单元对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元和第一增益放大单元对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
所述转速偏差处理模块，包括：依次连接的转速偏差测量单元、低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元，用于利用转速偏差测量单元对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
其中，在所述两级隔直单元，对电功率信号进行两级隔直处理和/>以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子；
其中，所述低通滤波单元，包括：低通滤波子单元和带通滤波子单元，
所述低通滤波子单元，用于采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除；
所述带通滤波子单元，用于对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号；
其中，所述低通滤波器为带通滤波器为/>设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
2.根据权利要求1所述的电力系统稳定器模型，其特征在于，
在所述三级超前滞后单元，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
在所述两级超前滞后单元，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
3.根据权利要求1所述的电力系统稳定器模型，其特征在于，所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
4.一种使用如权利要求1所述的电力系统稳定器模型抑制全域低频振荡的方法，其特征在于，所述方法包括：
在利用电功率信号测量单元对输入的发电机的电功率信号进行测量后，利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，并利用三级超前滞后单元和第一增益放大单元对所述电功率偏差信号依次进行超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第一预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
利用转速偏差测量单元对输入的发电机的转速偏差信号进行测量，并利用低通滤波单元、两级超前滞后单元和第二增益放大单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理、超前滞后补偿处理和增益放大处理，以对第二预设频率范围内的低频振荡提供阻尼作用；
其中，所述利用两级隔直单元进行两级隔直处理，以获取电功率偏差信号，包括：
对电功率信号经过两级隔直处理和/>以获取电功率偏差信号；其中，TW1和TW2为两级隔直处理环节的时间常数；s为积分算子；
其中，所述低通滤波单元对转速偏差信号依次进行低通滤波处理，包括：
利用低通滤波子单元采用低通滤波器对转速偏差信号进行高频段信号的滤除；
利用带通滤波子单元对低通滤波子单元输出的信号采用带通滤波器进行二次滤波，以获取频率在第二预设频率范围内的转速偏差信号；
其中，所述低通滤波器为带通滤波器为/>设置中心频率为0.1Hz，则时间常数/>
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
在所述三级超前滞后单元，电功率偏差信号经过三级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
在所述两级超前滞后单元，经过低通滤波处理得到的转速偏差信号经过两级超前滞后补偿处理后，进行增益放大处理；
其中，根据励磁系统无补偿相位特性及有补偿相频特性的要求设置参数T1、T2、T3、T4、T5和T6，以满足励磁系统在第一预设频率范围内的有补偿相频要求；通过设置参数TL1、TL2、TL3和TL4，来满足第二预设频率范围内的有补偿相频要求；s为积分算子。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设频率范围为0.3Hz-2Hz，第二预设频率范围为0.01Hz-0.3Hz。
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