[发明专利]基于输入信号等值的加速功率型PSS参数整定方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统稳定控制领域，更准确地说本发明涉及一种基于输入信号等值的加速功率型PSS参数整定方法。

背景技术

现代电力系统中，发电机在重负荷、远距离输电条件下，若发电机采用现代快速、高顶值倍数励磁控制系统，容易产生负阻尼作用，导致系统小干扰稳定性及动态稳定性水平下降，甚至引发低频振荡。

PSS作为发电机励磁控制系统的附加辅助环节，通过采用发电机转速偏差信号、频率偏差信号或电磁功率偏差信号作为励磁控制系统的附加反馈控制，产生与发电机转速偏差信号同轴的阻尼转矩，可有效提高系统对低频振荡的正阻尼，是抑制低频振荡增强电力系统小干扰稳定性及动态稳定性最简单、最直接的手段。PSS参数的合理性是决定其能否充分发挥上述性能的关键和前提。

目前国内外得到实际广泛应用的PSS主要分为单输入信号型和双输入信号型。前者的参数整定方法已经相当成熟，后者最具代表性的是加速功率型PSS，目前对其参数的整定仍严重依赖于现场试验、仪器测试，或屏蔽发电机电磁功率偏差输入信号，将加速功率型PSS退化为单输入信号PSS进行整定，后者存在较大的整定误差。对实际电网中多个PSS参数进行校核后发现，其整定的PSS参数有时难以对发电机励磁控制系统相位滞后进行有效补偿。因此，亟需一种系统解决加速功率型PSS参数整定的方法。

发明内容

本发明所指的加速功率型PSS，其定义可见《GB/T 7409.2—2008 同步电机励磁控制系统电力系统研究用模型》，相应传递函数框图如附图1所示。其中：

1）输入信号为发电机转速偏差△ω和发电机电磁功率偏差△P_e； 

2）T_S1为惯性环节时间常数，T_w1~T_w4为隔直环节时间常数；

3）K_a为PSS最佳增益；K_S为功率匹配系数；

4）T_P1～T_P6为超前滞后环节时间常数；

5）K_P、T_P分别为补偿系数及发电机电磁功率积分时间常数；

6）T_P8、T_P9为陷波器时间常数；

7）M为惯性时间常数，D为阻尼转矩系数，两者均为已知参数。

本发明的目的是： 

基于全数字仿真方法，对加速功率型PSS各个环节参数进行整定计算，从而实现对发电机组励磁控制系统的相位滞后进行有效补偿，并有效提高系统抑制低频振荡的阻尼。

本发明采取以下技术方案来实现上述目的。该技术方案包括下列步骤：

1、         利用商业化电力系统仿真分析软件（小信号分析程序SSAT或电力系统安全稳定量化分析及优化决策软件FASTEST等）计算发电机组在未投PSS时，其励磁控制系统输入信号与电磁转矩间相频特性曲线，记为曲线1；

2、         由曲线1计算某指定频率f_m或频段[f₁, f₂]下，需PSS超前滞后环节补偿的相位角θ_pss；

3、         优先整定双输入信号共同经过的超前滞后环节参数，再分别整定△ω信号及△P_e信号单独经过的各环节参数。具体由步骤3.1～3.5组成。

3.1为有效过滤轴系扭振信号，T_P8取0.2s，T_P9取0.1s； 

3.2分如下3种情况计算超前滞后环节参数初值：

①    若θ_pss不大于θ_max（θ_max为最大超前补偿角，此处取70?），则令θ_p=θ_pss，T_P1= T₁，T_P2=T₂，T_P3～T_P6均为0（或某一正实数）；