[发明专利]一种基于WAMS的FACTS与PSS输入信号切换的区间振荡阻尼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于WAMS的FACTS与PSS输入信号切换的区间振荡阻尼方法，属于电力系统稳定与控制技术领域。

背景技术

发电机励磁系统是产生低频振荡的重要原因，低频振荡可被分类为本地模式和区间模式，本地模式是本地机群之间所共同体现出的振荡模式，其频率范围在0．7～2．5 Hz之间。区间模式是2个供电区域中的所有机组共同体现出的振荡模式，其频率范同为O．1～O．7 Hz，通常为系统的主导振荡模式，其危害性较大。迄今为止，在所有抑制低频振荡的措施中，附加PSS是最有效的。然而，对于大互联系统在联络线路上发生的低频振荡，PSS的抑制效果并不理想，目前利用FACTS附加阻尼控制器作为平息区间振荡的措施；另一方面，FACTS阻尼控制器通常是远离发电机安装的，因此只有借助于WAMS采集的发电机电功率、转速以及线路潮流等实时数据才可以获得更优的阻尼抑制效果。

在一般情况下，PSS以转速变化信号作为输入控制量时对本地振荡模式有较好的抑制作用；而采用电磁功率变化量作为输入控制量时对本地振荡模式效果却不理想。通过分析可知对线路加装FACTS装置能够改变联络线上的有功潮流，最终改变发电机的电磁功率，而采用此时的电磁功率变化量作为PSS的输入控制信号研究表明能够很好的阻尼线路的区间振荡。最后，利用WAMS所检测到的联络线路振荡信息来确定PSS需要采用的转速信号还是电磁功率信号，作为PSS信号选择开关的动作条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是充分利用FACTS装置克服PSS对区间振荡阻尼效果较差的现状。对于安装有FACTS装置的联络线路为了进一步提高对区间振荡的阻尼效果，为此在区间振荡时使其输入信号为电磁功率变化量，实现了对电力系统区间振荡的有效阻尼。提出一种基于WAMS的FACTS与PSS输入信号切换的区间振荡阻尼方法。

本发明的技术方案是：当输电线路发生低频振荡时，利用PSS能够很好的阻尼本地振荡，这时PSS的输入信号为发电机的转速信号；而使用PSS对区间振荡效果很不理想。在联络线上加入FACTS装置后，在其作用下能够对联络线上的区间振荡起到较好的效果。其原因在于加入FACTS装置后，引起了联络线上的有功功率变化，导致了发电机电磁功率发生变化。当利用电磁功率变化量作为PSS的输入时，能够为发电机提供正阻尼。即在本地振荡时，使PSS的输入信号采用发电机转速变化量；在区间振荡时使PSS的输入信号采用电磁功率变化量，通过PSS与FACTS装置的联合作用克服了PSS对区间振荡阻尼效果不好的现象。

基于WAMS的FACTS与PSS输入信号切换的区间振荡阻尼方法具体步骤如下：

（1）当任意两区域的联络线发生低频振荡后，如图1，安装于联络线上的FACTS装置开始动作，对于对于串联的FACTS装置，其补偿量与线路的有功功率的变化量有：

                              （1）

其中：为补偿前线路的电流；为串联补偿装置的额定电流；为串联补偿的容量；为线路送端和受端之间的相位差。

对于并联的FACTS装置其线路的有功功率随补偿量的变化为：

                               （2）

其中：为补偿后线路中点电压；为并联补偿装置的额定电压；为线路送端和受端之间的相位差；为并联补偿装置的补偿容量。

（2）线路的功率发生变化时会引起发电机电磁功率的变化，可以直接将发电机电磁功率的变化作为PSS输入信号，通过PSS的调节作用来改善系统的阻尼，发电机的电磁功率变化量可变换如下所示的阻尼转矩和同步转矩的形式：

                                                       （3）

其中：为阻尼转矩，为同步转矩系数；且、是与网络结构参数和发电机结构参数有关的量；为发电机转速变化量；为发电机功角变化量。

（3）根据WAMS对关键联络线进行检测，利用其传输的数据来判定该条输电线路上是否发生低频振荡，如果发生了低频振荡则向PSS发送一个信号，PSS输入信号选择开关动作，使PSS输入信号从由默认的转速变化信号到由发电机电磁功率变化信号来控制。

（4）根据（1）、（2）中原理可知，根据FACTS装置能够改变线路联络线上的有功功率来间接改变发电机电磁转矩，从而为发电机提供正阻尼，阻尼电力系统区间振荡。