交流变速抽蓄机组单通道电力系统稳定器设计研究

为了弥补交流变速抽蓄机组涉网环节的不足,依据我国对大型发电机组并网的技术要求,提出了一种适用于交流变速抽蓄机组的单通道电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)设计方法,同时还给出了变速机组与定速机组的协同响应策略。在励磁系统特性方面,对比分析了变速机组与定速机组的差异,改进了PSS的传递函数结构,提出了相关参数的估算方法,能够适应交流变速抽蓄机组的并网要求。在厂内协调方面,针对变速机组与定速机组的协同控制需求,研究了基于变模态分解技术的协同响应方案,并对比了抽蓄电厂的整体反应效果,能够用于指导首台变速机组投产的工程实际。为了进行仿真分析,搭建了IEEE 9节点系统,并利用真实风电场数据,构建了电网功率扰动场景,验证了所提方法的有效性。

基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定分析

PSS2B型电力系统稳定器在电力系统中应用非常关键,对电力系统稳定性有重要影响。在当前社会发展背景下,相关专家开始研究PSS2B型电力系统稳定器的高增益参数整定,继续提升系统应用效率。针对PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定进行分析,提出实时运行分析方法,并且提出提高阻尼力矩和同步力矩的增益方法,最后通过试验验证该方法应用合理。

发电机深调进相工况下加速功率型电力系统稳定器特性分析

加速功率型电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)在发动机深度调峰进相中,由于计算误差大,有可能导致功率低频、振荡等问题的产生。为解决这些问题,阐述如何进行系统的稳定性分析,并且借助仿真测试验证系统分析的合理性,具体通过励磁装置采用电气量计算转速的方法,求解得到有功、无功状态下的转速灵敏度数据并进行分析。通过这一分析验证现场理论分析的精准度,对系统稳定研究有一定的参考价值。

同步发电机低负荷进相工况电力系统稳定器抑制效果研究

电力系统稳定器参数整定过程未计及发电机低负荷进相工况,参数对该工况下的低频振荡阻尼效果尚不清楚。为此,本文首先阐述了低频振荡产生机理及电力系统稳定器原理。其次,分析了机组进相运行时功角与系统阻尼的变化。然后,研究了机组有功功率、无功功率及低负荷进相工况对励磁系统无补偿相频特性的影响。最后,通过仿真对比,分析了不同工况下电力系统稳定器对低频振荡的抑制效果。

电力系统稳定器在PTA装置空压机组的仿真应用分析

为了解决大型余热发电机组受工艺生产波动影响,系统稳定性差的问题,提出了引入电力系统稳定器(PSS)作为励磁调节器的附加控制。介绍了PSS的类型与特点,并选择PSS4B作为控制模型,基于300万吨PTA项目空压机组实际参数,采用Matlab/Simulink软件模拟发电机在不同工况与扰动条件下的运行情况,仿真结果验证了PSS4B的有效性。

一种新型双信号电力系统稳定器及其仿真研究

针对特大型交流同步电网建设快速推进带来的系统低频振荡频率和阻尼比降低的问题,在分析常用PSS2B型电力系统稳定器的设计理念和工作原理的基础上,指出其低频段阻尼不足的原理性缺陷,进而提出一种通过扭转前置相位关系来避免使用大角度超前补偿的新型电力系统稳定器PSS-NEW-B的设计思路。新型PSS保留了原PSS2B高频段抑制能力强和反调抑制的功能优点,同时明显提升了低频段抑制能力。通过仿真计算验证了PSS-NEW-B提升电网中、低振荡频段小干扰稳定水平及电网故障后恢复能力的效果,可为下一阶段新型PSS-NEW-B数模仿真、动模试验和工程化应用研究提供指导。

基于RTDS的多频段电力系统稳定器效果验证

通过对比电力系统稳定器模型及作用原理的区别,提出了当前电力系统稳定器存在的问题。针对多频段电力系统稳定器(PSS4B)的特点,采用相位和幅值协调整定的方法进行参数整定和优化。基于RTDS建立单机无穷大机网模型,通过试验的方法验证了PSS4B在低、中、高频段对电力系统低频振荡抑制作用的优点和效果,指出了中心频率的变化对反调效果的影响,为PSS4B的工程现场参数整定提供了指导依据,并为PSS4B在现场投运奠定了良好的基础。

电力系统稳定器PSS4B的参数整定及现场试验

为使PSS4B型稳定器应用于大容量机组和三机励磁系统时能提供很好的补偿特性,分析了PSS4B型电力系统稳定器的结构和频率特性,指出典型参数PSS4B应用于实际电网时会出现相位补偿不足现象及目前已有的参数整定方法存在的问题,并提出一种简单有效的参数整定方法,即应用中心频率法得到一组PSS4B典型参数,在此基础上,对高频段的相位补偿环节和增益环节再次进行调整的矢量相加的方法。通过在PSASP平台搭建模型进行仿真,对比典型参数的PSS4B、PSS2B和通过新方法整定后的PSS4B这3个稳定器对各频段低频振荡的抑制效果,结果表明,采用新方法整定的PSS4B对各频段振荡的抑制效果都优于另外2个稳定器的效果。最后,根据现场实测陡河6号发电机三机励磁系统的滞后特性进行了PSS4B的参数整定,完成了国内首次PSS4B的现场投入实验,为今后PSS4B的投入和现场参数整定提供了依据。

广域电力系统稳定器阻尼控制系统综述及工程应用展望

广域电力系统稳定器(PSS)阻尼控制是抑制电力系统区间低频振荡最直接有效的方法。文中综述了国内外的相关研究成果,针对广域PSS控制系统的各个环节进行了深入探讨,包括系统分析建模、反馈信号和控制点的选择、时滞及其稳定性分析、控制器设计等。文中指出非线性分析及建模,尤其是基于量测的Prony分析法更适用于复杂的电力系统;在广域反馈信号选择方面,主模比指标法较为合理,但在工程应用中还要依据实际情况考虑;特征根法及其优化算法可以快速对复杂电力系统的时滞稳定域进行求解,在时滞处理方面,时滞补偿法较时滞不敏感鲁棒控制更易实现且效果较佳;此外,在线自适应参数控制由于可以适应和跟踪系统的变化,较离线设计效果更佳。针对复杂电力系统的广域PSS研究中所面临的研究课题进行了展望,并指出了未来广域PSS工程应用中面临的一些问题,如算法实时性、系统投切时机选择、防误逻辑等。

基于灵敏度分析的电力系统稳定器参数优化

推导了电力系统稳定器(PSS)参数灵敏度指标的计算过程,并在小干扰稳定分析软件SSAP中实现了2种灵敏度计算功能,即振荡模式特征值及其阻尼比对PSS参数灵敏度的计算功能,以及控制器等效交流增益不变约束下的振荡模式特征值及其阻尼比对控制器补偿相位的灵敏度的计算功能,可以对低频振荡阻尼进行优化(或约束优化)。以红海湾电厂600 MW机组为例,通过PSS参数的灵敏度分析对低频振荡阻尼进行约束优化,特征值分析与现场抗扰动试验的实测录波结果相吻合,验证了SSAP灵敏度分析理论与计算的准确性及其在工程中的指导作用。

基于概率特征根分析的电力系统稳定器参数设计

多运行方式下的系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内。正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。当使用电力系统稳定器（ＰＳＳ）改善系统阻尼时，主要应考虑ＰＳＳ对临界特征根的均值、方差的影响。文中将传统的特征根灵敏度分析方法扩展为对特征根均值的灵敏度和方差的灵敏度。由此进行的ＰＳＳ选址和参数设计，将使ＰＳＳ具有多运行方式下的整体合理性。

基于Matlab电力系统稳定器整定

利用Matlab建立励磁调节系统仿真模型,并针对这个模型进行了数学分析,通过运用频域分析法整定了电力系统稳定器PSS(PowerSystemStabilizer)参数,仿真结果显示了参数设定的合理性,为电力系统稳定器的整定提供了一种新的办法。

基于灰狼优化算法的多机电力系统稳定器参数最优设计

灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法作为一种新的、高效的群体智能优化算法,可应用于电力系统优化问题。提出了采用GWO算法的多机电力系统稳定器参数优化设计方案。将传统超前-滞后型电力系统稳定器(PSS)的参数设计建模为基于特征值的二次性能目标优化问题,通过向左半复平面移动机电振荡特征值实现对不同运行状态下机电模态阻尼系数的最大化进行寻优。GWO算法具有对初始取值不敏感,优化效率较高和全局寻优性能好等特点,因此被用来迭代搜索最优PSS参数值。通过IEEE New England 39节点算例的特征值分析和非线性时域仿真,验证了基于GWO算法优化整定的电力系统PSS在各种系统运行状态下抑制系统机电振荡的有效性和鲁棒性,并通过与传统相位补偿方法设计的PSS阻尼性能对比,表明所提GWO算法优化PSS参数具有明显优越性。进一步的算法性能分析表明,GWO算法具有对初值不敏感和稳健性强等优点。

一种可有效提高临界增益的改进型电力系统稳定器

目前,实际电力系统中广泛使用电力系统稳定器（power system stabilizer,PSS）进行低频振荡阻尼控制。但是,PSS在低频振荡控制中有一定的局限性,可能使其增益整定值难以同时满足系统阻尼水平以及《电力系统稳定器整定试验导则》规定的增益必须小于临界增益1/3的投运要求。该文通过分析,发现自并励条件下,PSS临界增益主要受励磁模式限制,而励磁模式是由励磁–PSS回路在3~8 Hz频段的固有特性形成。在上述分析的基础上,提出在励磁–PSS回路外环引入一个功率增量软反馈,形成一种带有并联环节的改进型PSS模型,改善了回路相位特性,提高了PSS临界增益,解决了上述问题。最后,以锡盟火电集中外送仿真系统为例,验证了所提方案的有效性。

一种改进型PSS4B电力系统稳定器的工程化应用研究

分析了电力系统稳定器PSS4B的设计理念和工作原理,分析和验证PSS4B相对于PSS2B在低频段振荡抑制能力上的优势及其在工程化应用中存在的问题。介绍了一种改进型PSS4B电力系统稳定器PSS4B-W的设计思路,并根据实际发电机组测频扰动试验波形给出了PSS4B-W相位校正计算方法。通过负载电压阶跃试验对比验证了其校正效果,证明了经相位校正的PSS4B-W既能满足高频段相位补偿要求,又能在低频段提供较强抑制能力。最后提出了PSS4B和PSS4B-W的工程化应用建议。

加速功率型电力系统稳定器的研制

目前国内生产的电力系统稳定器(PSS)多数采用单一电功率作为输入信号.由于机械功率不易获得,假定机械功率恒定时电功率就等于加速功率,而调整机械功率时,不宜再用电功率代替加速功率.因此0.1～2.0Hz频率范围内的低频振荡采用正阻尼参数后'反调'问题常常变得更严重,为解决'反调'问题,文章参考IEEE的PSS2A模型,开发了一种新型PSS,该PSS采用转速信号与电功率信号合成的加速功率作为输入信号,在解决'反调'问题的同时并不影响阻尼效果.动模试验结果及在内蒙古自治区达拉特火电厂的运行试验结果表明该加速功率型PSS具有良好的阻尼效果及抑制'反调'的功能.

电力系统稳定器实现于调速系统之研究——第二部分:多机系统中特性分析

本文利用MIMO频域理论,通过引入附加阻尼比矩阵,论证了调速侧电力系统稳定器GPSS具有多机解耦特性,给出了多机电力系统中GPSS的设计方法和一个三机系统设计示例。理论分析和仿真结果均表明,基于相位补偿原理的单机系统GPSS设计方法可以推广于多机系统,从而,避免了多机PSS参数协调的难题,有效地抑制了系统中的增幅低频振荡和弱阻尼振荡。

两分支分段补偿的并行电力系统稳定器

电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)是抑制低频振荡的重要手段,但现有PSS模型在很宽频带范围运行时,在幅频特性和相频特性上有时存在不协调的问题,需加以解决。提出一种分段补偿的两分支并行PSS模型,在现有PSS模型超前滞后环节上串入一个变增益环节来改善高频段的幅频特性,增加一个与原超前滞后环节并行的分支来改善PSS低频段的相位补偿能力。分析对比两分支并行PSS模型与现有PSS模型的频率特性。应用电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP),在一个实际大型电力系统中对两分支并行PSS的应用效果进行了仿真验证,效果良好。研究表明两分支PSS模型比现有PSS模型具有更好的适应性。

H^∞电力系统稳定器的设计

基于Ｈ∞最优控制理论，利用部分极点配置技术，提出了一种电力系统稳定器的设计方法，并给出了非线性仿真结果。与传统的电力系统稳定器相比，文中设计的Ｈ∞ＰＳＳ具有较强的鲁棒性，能够在较大的电力系统运行范围内向系统提供充分的阻尼，抑制振荡，提高了系统的稳定性。