电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应用方法，其在不改变电力系统稳定器模型的条件下，通过实现将电力系统稳定器控制环输出取反即将放大增益Ｋｓ１乘－１的方法，使得抽水蓄能电站机组在抽水状态下比发电状态下，ＰＳＳ控制输出相位移多补偿１８０°。本发明专利技术实现电力系统稳定器在抽水蓄能电站机组发电工况和电动工况下，ＰＳＳ都能够抵消快速励磁调节器所带来的负阻尼转矩并加强机组的正阻尼，达到抑制电力系统低频振荡的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
众多的理论分析以及国内、外的实践经验结果证明电力系统稳定器(PSS)对改 善电力系统运行有十分明显的效果。大型发电机使用微机和可控硅组成的励磁控制系统， 自动励磁调节器的时间常数大为縮短，放大倍数大为提高，而且可控硅快速励磁系统(如 自并励、两机他励系统)的大量使用，使得电力系统的阻尼降低，甚至使电力系统的阻尼变 为负值。由此产生用于提高电力系统阻尼的电力系统稳定器PSS。 目前，普遍采用的PSS模型为IEEE PSS2A，如图1所示。由采样滤波、隔直、超 前-滞后校正、放大、限幅等几个环节组成。PSS输出叠加到励磁调节器的电压相加点。只 要选择合适的PSS参数，PSS将对低频振荡起到阻尼作用。上述PSS模型至今只应用于发 电机中，而在电动机中没有应用，理论分析表明在电动机中使用PSS，同样能够提高电力 系统的阻尼。抽水蓄能电机需要工作于发电机状态和电动机状态，当抽水蓄能电机在发电 态时，PSS的参数选择方法与一般发电机相同，PSS有很好的阻尼效果。但是，当抽水蓄能电 机在抽水态下，若PSS的参数按照发电态进行整定，则PSS不但不能提供正阻尼，反而降低了电力系统的阻尼。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何实现电力系统稳定器同时在抽水蓄能机组发 电及抽水状态时提供正阻尼。 本专利技术解决其技术问题的技术方案如下电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应 用方法，该模型具有一组适用于机组发电状态的参数，该组参数使模型的补偿输出相位移 对发电状态的机组产生正阻尼，其步骤如下 当抽水蓄能机组处于发电状态时，利用原先设定的所述参数进行各步骤调解，获 得发电状态补偿输出相位移，利用该发电状态补偿输出相位移，使电力系统稳定器输出正 阻尼； 当抽水蓄能机组处于抽水蓄能状态时，在不改变原有参数设置的情况下，将模型 控制环输出取反，即放大增益系数Ksl乘-1，获得蓄能状态补偿输出相位移，该蓄能状态补 偿输出相位移相对于所述发电状态补偿输出相位移偏移180° ，使电力系统稳定器输出正 阻尼。 在不改变PSS模型的条件下，通过实现将PSS控制环输出取反即将放大增益Ksl 乘-1的方法，使得抽水蓄能电站机组在抽水状态下比发电状态下，PSS控制输出相位移多 补偿180° 。 本专利技术的有益效果如下实现电力系统稳定器(PSS)在抽水蓄能电站机组发电工 况和电动工况下，PSS都能够抵消快速励磁调节器所带来的负阻尼转矩并加强机组的正阻尼，达到抑制电力系统低频振荡的效果。附图说明 图1为IEEE PSS2A模型图。 图2为发电工况下未投入PSS的阶跃试验图。 图3为本专利技术在发电工况下投入PSS的阶跃试验图。 图4为电动工况下未投入PSS的阶跃试验图。 图5为本专利技术在电动工况下投入PSS的阶跃试验图。 图6为自并励同步电机小扰动线性模型传递函数框图。具体实施例方式以电功率为输入信号的电力系统稳定器为例来研究抽水蓄能机组电力系统稳定 器。本专利技术方法的理论推导过程如下 如图6所示，设Ep(s)为电力系统稳定器的传递函数框图，它产生的电磁力矩为 「00191AM 二--2 3 5-￡ (s),APe 式中-号表示按功率Pe的负增量进行控制，其中K2、 K3、 K5、 K6为常数，T' d。为 励磁时间常数，APe为电磁功率的增量，G(s)表示电压调节器的传递函数。 通过上式，求得通过A^控制产生的阻尼力矩系数为 式中K = AP乂A S ， Kp、 ^为s = jp时Ep(s)的模禾P角，Kg， &为UW涵附綱角。 因为Kp > O，K > 0，Kg > 0，因此《2 sin(<^ +^) > 0时，电力系统稳定器控制作用将 产生负的阻尼作用；A sin(& + < 0时，将产生正阻尼作用。 电力系统稳定器的原理和参数选择，就是要通过对信号APe的处理(软件或硬件)，使输入信号产生一个相位移，并满足条件 <formula>formula see original document page 4</formula> 同时提供必要的放大倍数Kp，使之满足Kdg+Kdp > 0的要求。 式中，IW表示电压调节器产生的阻尼力矩系数。同步电机工作在发电状态时，K2 > 0，要求sin(pg+^)a-l力。即&应满足 这就表明，在发电状态下，电力系统稳定器应该对输入信号A^产生一个昏ig的相位移。例如若^=-胥，则^ = -i,即PSS的输出应滞后输入信号30。。 同步电机工作在抽水状态时，？<0，1(2>0。因此只有sin(^+^j〉0时，pss才能产生正阻尼作用。同样要求sin(^+^)尽量接近于1.0。即 由此可见，对抽水蓄能电站机组，在两种不同的工况下必须用两组不同的参数。在 抽水状态下PSS的相位移《要求比发电状态下相位移^增加一个Ji即180° 。该180°位 移的实现方法，最简便可靠就是将PSS模型的放大(增益)环节乘以-1 (即-Ksl)，即通过 软件条件判断确认运行工况，如为抽水状态，即将PSS环节增益直接置-Ksl，从而实现抽水 状态增加系统正阻尼的目的。 图2-图5显示在发电状态和抽水状态下有、无投入PSS的阶跃试验，从图中可以 看出，采用本专利技术方法设计的PSS能够有效地抑制在发电状态和抽水状态下电力系统的有 功振荡。 除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应用方法，该模型具有一组适用于机组发电状态的参数，该组参数使模型的补偿输出相位移对发电状态的机组产生正阻尼，其步骤如下：当抽水蓄能机组处于发电状态时，利用原先设定的所述参数进行各步骤调解，获得发电状态补偿输出相位移，利用该发电状态补偿输出相位移，使电力系统稳定器输出正阻尼；当抽水蓄能机组处于抽水蓄能状态时，在不改变原有参数设置的情况下，将模型控制环输出取反，即放大增益系数Ｋｓ１乘－１，获得蓄能状态补偿输出相位移，该蓄能状态补偿输出相位移相对于所述发电状态补偿输出相位移偏移１８０°，使电力系统稳定器输出正阻尼。

【技术特征摘要】
电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应用方法，该模型具有一组适用于机组发电状态的参数，该组参数使模型的补偿输出相位移对发电状态的机组产生正阻尼，其步骤如下当抽水蓄能机组处于发电状态时，利用原先设定的所述参数进行各步骤调解，获得发电状态补偿输出相位移，利用该发电状态补偿输出相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，李国和，宋睿枫，赫卫国，黄北军，常玉红，佟德利，吴卫东，李臻，许其品，
申请(专利权)人：安徽响水涧抽水蓄能有限公司，国网电力科学研究院，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]