一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置制造方法及图纸

本申请提供一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置，该方法包括：计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；获取机组的PSS的传递函数在强相关振荡模式下的第一模值

A PSS Gain Calculating Method and Device for Power System Stabilizer

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置
本申请涉及电力系统控制
，尤其涉及一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置。
技术介绍
系统如果发生低频振荡，会导致电网无法安全稳定运行。目前主要采用电力系统稳定器(PowerSystemStabilizer，PSS)来提高动态阻尼，抑制低频振荡发生。PSS是励磁系统的一个附加装置，它通过提取与振荡有关的信号在PSS、励磁系统以及发电机电磁回路上产生一个附加阻尼转矩，来抑制低频振荡的发生。相关技术中，PSS增益的整定方法，是通过临界增益试验来整定的：逐渐增加PSS增益，观察机组电压阶跃试验的稳定性，直到出现不稳定现象为止。此时对应的增益就是PSS的临界增益。该机组PSS增益的整定值，整定为PSS的临界增益的1/3至1/2之间的一个值。通过试验整定方法确定PSS增益的整定值，试验过程较长，效率较低。
技术实现思路
本申请提供了一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置，以解决相关技术中，通过试验整定方法确定PSS增益的整定值，试验过程较长，效率较低的问题。一方面，本申请提供一种电力系统稳定器PSS增益计算方法，包括：计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；获取所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值获取所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值线性化所述机组的发电机对应的电磁转矩方程，得到电磁转矩增量表达式的第一系数K1和第二系数K2；根据所述第一系数K1、工频角速度ω0和机组轴系的惯性时间常数TJ计算所述机组的本机振荡角频率ωn；根据所述第一模值、所述第二模值、所述第二系数K2和所述本机振荡角频率ωn，计算所述PSS的增益；其中，所述PSS的增益通过以下公式表示：所述KPSS为所述PSS的增益，所述ε为阻尼比，D为所述发电机的转子的机械阻尼转矩系数，De为无PSS时发电机的电气阻尼转矩系数。可选的，所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值通过以下公式表示：其中，T1、T2、T3、T4、T5和T6为所述PSS的补偿环节参数。可选的，在PSS信号接入所述励磁系统的第一位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：在PSS信号接入所述励磁系统的第二位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：其中，K、KA、KF、KV、TA、TF、T1、T2、T3和T4为所述励磁系统的参数。可选的，所述第一系数K1通过以下公式表示：K1＝Fd(xq-x′d)Iq0+Fq[E′q0+(xq-x′d)Id0]所述第二系数K2通过以下公式表示：K2＝Iq0+Yd(xq-x′d)Iq0+Yq[E′q0+(xq-x′d)Id0]Z2＝R2+(X+xq)(X+x′d)其中，xq为所述发电机的q轴同步电抗，x′d为所述发电机的d轴暂态电抗，Iq0为所述发电机的定子电流q轴分量的初值，Id0为所述发电机的定子电流d轴分量的初值，E′q0为所述发电机的暂态电势的初值，U为电网电压，R为电厂至所述电网的电阻，X为所述电厂至所述电网的电抗，δ0为所述发电机的功角的初值。可选的，所述机组的本机振荡角频率ωn通过以下公式表示：另一方面，本申请还提供一种电力系统稳定器PSS增益计算装置，包括：第一计算模块，用于计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；第一获取模块，用于获取所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值第二获取模块，用于获取所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值线性化模块，用于线性化所述机组的发电机对应的电磁转矩方程，得到电磁转矩增量表达式的第一系数K1和第二系数K2；第二计算模块，用于根据所述第一系数K1、工频角速度ω0和机组轴系的惯性时间常数TJ计算所述机组的本机振荡角频率ωn；第三计算模块，用于根据所述第一模值、所述第二模值、所述第二系数K2和所述本机振荡角频率ωn，计算所述PSS的增益；其中，所述PSS的增益通过以下公式表示：所述KPSS为所述PSS的增益，所述ε为阻尼比，D为所述发电机的转子的机械阻尼转矩系数，De为无PSS时发电机的电气阻尼转矩系数。可选的，所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值通过以下公式表示：其中，T1、T2、T3、T4、T5和T6为所述PSS的补偿环节参数。可选的，在PSS信号接入所述励磁系统的第一位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：在PSS信号接入所述励磁系统的第二位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：其中，K、KA、KF、KV、TA、TF、T1、T2、T3和T4为所述励磁系统的参数。可选的，所述第一系数K1通过以下公式表示：K1＝Fd(xq-x′d)Iq0+Fq[E′q0+(xq-x′d)Id0]所述第二系数K2通过以下公式表示：K2＝Iq0+Yd(xq-x′d)Iq0+Yq[E′q0+(xq-x′d)Id0]Z2＝R2+(X+xq)(X+x′d)其中，xq为所述发电机的q轴同步电抗，x′d为所述发电机的d轴暂态电抗，Iq0为所述发电机的定子电流q轴分量的初值，Id0为所述发电机的定子电流d轴分量的初值，E′q0为所述发电机的暂态电势的初值，U为电网电压，R为电厂至所述电网的电阻，X为所述电厂至所述电网的电抗，δ0为所述发电机的功角的初值。可选的，所述机组的本机振荡角频率ωn通过以下公式表示：由以上技术方案可知，本申请提供一种电力系统稳定器PSS增益计算方法以及计算装置，所述方法包括：计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；获取所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值获取所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值线性化所述机组的发电机对应的电磁转矩方程，得到电磁转矩增量表达式的第一系数K1和第二系数K2；根据所述第一系数K1、工频角速度ω0和机组轴系的惯性时间常数TJ计算所述机组的本机振荡角频率ωn；根据所述第一模值、所述第二模值、所述第二系数K2和所述本机振荡角频率ωn，计算所述PSS的增益；其中，所述PSS的增益通过以下公式表示：所述KPSS为所述PSS的增益，所述ε为阻尼比，D为所述发电机的转子的机械阻尼转矩系数，De为无PSS时发电机的电气阻尼转矩系数。这样，可以根据第一模值、第二模值、第二系数K2和本机振荡角频率ωn，计算PSS的增益。节省时间，效率较高，且操作简单。可以降低试验对机组的不利影响，减少试验人员的安全风险。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种电力系统稳定器PSS增益计算方法的流程图；图2为本申请提供的PSS2B模型的示意图；图3为本申请提供的励磁系统模型的示意图；图4为本申请提供的一种计算电力系统稳定器PSS增益的示例的流程图；图5为本申请提供的励磁系统参数表；图6为本申请提供的PSS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统稳定器PSS增益计算方法，其特征在于，包括：计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；获取所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值

【技术特征摘要】
1.一种电力系统稳定器PSS增益计算方法，其特征在于，包括：计算机组参与强相关振荡模式的角频率ωd；获取所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值获取所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值线性化所述机组的发电机对应的电磁转矩方程，得到电磁转矩增量表达式的第一系数K1和第二系数K2；根据所述第一系数K1、工频角速度ω0和机组轴系的惯性时间常数TJ计算所述机组的本机振荡角频率ωn；根据所述第一模值、所述第二模值、所述第二系数K2和所述本机振荡角频率ωn，计算所述PSS的增益；其中，所述PSS的增益通过以下公式表示：所述KpSS为所述PSS的增益，所述ε为阻尼比，D为所述发电机的转子的机械阻尼转矩系数，De为无PSS时发电机的电气阻尼转矩系数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机组的PSS的传递函数在所述强相关振荡模式下的第一模值通过以下公式表示：其中，T1、T2、T3、T4、T5和T6为所述PSS的补偿环节参数。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在PSS信号接入所述励磁系统的第一位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：在PSS信号接入所述励磁系统的第二位置的情况下，所述机组的励磁系统的传递函数在所述强相关振荡模式下的第二模值通过以下公式表示：其中，K、KA、KF、KV、TA、TF、T1、T2、T3和T4为所述励磁系统的参数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一系数K1通过以下公式表示：K1＝Fd(xq-x′d)Iq0+Fq[E′q0+(xq-x′d)Id0]所述第二系数K2通过以下公式表示：K2＝Iq0+Yd(xq-x′d)Iq0+Yq[E′q0+(xq-x′d)Id0]Z2＝R2+(X+xq)(X+x′d)其中，xq为所述发电机的q轴同步电抗，x′d为所述发电机的d轴暂态电抗，Iq0为所述发电机的定子电流q轴分量的初值，Id0为所述发电机的定子电流d轴分量的初值，E′q0为所述发电机的暂态电势的初值，U为电网电压，R为电厂至所述电网的电阻，X为所述电厂至所述电网的电抗，δ0为所述发电机的功角的初值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机组的本机振荡角频率ωn通过以下公式表示：6.一种电力系统稳定器PSS增益计算装置，其特征在于，包括：第一计算模块，用于计算机组参与强相关振荡模式的角频...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖友强，司大军，李玲芳，陈义宣，陈姝敏，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53