[发明专利]一种Ⅲ型PSS参数整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PSS参数整定方法，尤其涉及一种利用Excel表及matlab程序的III型PSS参数整定方法。 

背景技术

电力系统稳定器（简称PSS）是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术，用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。电力系统稳定器在励磁调节器（AVR）中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。 

现有的PSS一般分为三种类型，分别为I型、II型和III型，I型和II型是按传统控制理论设计的，而III型则是按现代控制理论设计。三种类型的PSS模型结构如下所述，I型、II型的模型结构可参考Q/GDW142-2012《同步发电机励磁系统建模导则》中第15页的图21和图23；III型PSS的模型结构已由设备生产厂家西门子公司销售公开。 

I型PSS也称功率型PSS，其模型结构如图1所示，由测量环节11、隔直环节21、第一超前—滞后环节31、第二超前—滞后环节32、第三超前—滞后环节33、增益环节41和限幅环节51构成。在试验整定过程中，图1中的Tw、T1—T6为需整定参数；Ks为放大倍数（也 称增益），s为下标。Ts为测量时间常数，其数值取决于产品本身，由厂家提供。 

2）II型PSS 

II型PSS也称加速功率型PSS，其模型结构如图2所示。包括4个隔直环节22、23、24、25，2个滞后环节61、62，滤波环节71，增益环节42，3个超前—滞后环节34、35、36和限幅环节52，对于II型PSS，其试验整定时的一般原则为：隔直环节时间常数T_W1=T_W2=T_W3=T₇，T_W4参数整定为0（等效于将该环节短接）；K_s3=1，K_s2=T₇/T_j；滤波器参数T₈=0.2，T₉=0.1，M=5，N=1，Tj为机组整个轴系机械启动时间常数。在试验整定过程中，隔直环节时间常数、超前—滞后环节的参数需要根据实测频率响应数据进行整定。超前—滞后环节配备有2阶（2A型）和3阶（2B型），对自并励系统一般采用两阶补偿即可满足要求，对三机交流励磁机励磁系统，有时需要三阶补偿。 

3）III型PSS 

III型PSS的模型结构如图3所示。其主要由测量环节11、隔直环节21及校正环节8、增益环节41及限幅环节51构成。在试验整定过程中，隔直时间常数Tw、时间常数t₁—t₄和系数k₀—k₄均需进行整定。III型PSS一般采用3阶校正（即k₄=0）就能满足要求。 

按照QGD 143—2012《电力系统稳定器整定试验导则》及电网公司相关管理要求，新投运机组及进行过励磁系统更新改造的机组应完成PSS投运试验。 

PSS的投运试验通常包含以下主要试验步骤： 

1）励磁系统无补偿相频特性的测试； 

2）励磁系统有补偿相频特性的仿真计算； 

3）PSS的效果验证及反调试验。 

其中，励磁系统有补偿相频特性的仿真计算是一个重要环节，特别是在针对现有III型PSS励磁系统有补偿相频特性仿真计算时，PSS整定过程中幅频特性及相频特性计算过程极为复杂繁琐，导致现场试验整定的准确性差，效率低。 

对于按传统控制理论设计的I、II型PSS，由于各基本环节如测量环节、隔直环节、超前-滞后环节基本上为单输入、单输出简单结构，各环节物理意义清晰，可分别计算各环节的频率响应特性，然后叠加在一起，即可得出总的频率响应特性。一般为了计算方便，可利用Excel表的计算函数功能来实现PSS相频特性的计算工作。 

其优点是每调整PSS环节中任一参数后，Excel可自动计算给出各频率点下的PSS幅频、相频特性及有补偿特性数据，并可绘出曲线，通过调整PSS参数使有补偿特性满足相关标准的要求，计算结果显示直观，方便实用，深受技术人员欢迎。 

但对于按现代控制理论设计的III型PSS来说，各环节的物理意义并不直观，结构比较复杂，不便直接用Excel进行编程计算，导致III型PSS参数整定工作的过程复杂，计算量大，效率低下。 

发明内容