[发明专利]一种IEEE 2A型电力系统稳定器PSS控制参数自适应拟合方法

说明书

本发明属于电力系统中的自动化控制技术领域，具体涉及一种IEEE 2A型电力系统稳定器(PSS)控制参数自适应拟合方法。该方法通过实测试验获得发电机励磁控制系统无补偿特性，计算PSS最优补偿特性后，建立以PSS补偿特性与最优补偿特性方差最小为目标的极值函数，依托该函数建立并求解PSS控制参数自适应拟合模型，最终得到PSS控制系统参数。该方法实现了自适应发电机励磁控制系统无补偿特性的PSS控制参数自动快速拟合，操作简单，避免了大量的反复迭代计算和校验操作，有效提高了试验人员的现场工作效率。

技术领域

本发明属于电力系统中的自动化控制技术领域，具体涉及一种IEEE 2A型电力系统稳定器(PSS)控制参数自适应拟合方法。

背景技术

互联电力系统的出现和扩大以及快速励磁系统的大规模应用削弱了电网的系统阻尼，甚至出现了负阻尼，这就使得电力系统受到小扰动时，有关电气量(电流、电压、功率)表现为在其稳态运行值附近的周期性变化，即电力系统振荡。其中，把振荡频率在0.1-2.0Hz范围内的振荡模式称为低频振荡。电力系统发生低频振荡时，由于出现的不平衡功率在系统内的发电机组间来回传播，导致发电机转子间相互摇摆，同时也会引发系统电流、电压、功率的振荡。如果不及时采取有效的措施，可能导致系统的严重事故，造成重大损失。

电力系统稳定器(Power System Stabilizer,简称PSS)是为抑制同步电机低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。它抽取与机组振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理后作为附加信号引入到励磁电压调节器中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作用，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。

PSS因其输出信号和控制系统传递函数的不同可分为多种类型，其中IEEE 2A型PSS以电功率信号作为输入，在实际应用中显现出良好的性能和低频振荡抑制效果，是目前国内应用最广泛的PSS设备。IEEE 2A型PSS发挥良好的作用依赖于控制系统合理的运行参数，这些参数之间具有复杂的耦合关系，并且与发电机参数和电网结构密切相关，因此需基于现场实测试验并通过相应的计算手段获得。基于频率特性分析理论可得：由PSS产生的同步电机附加转矩增量滞后于PSS输入信号(有功功率)90°时，附加转矩全部起阻尼作用，PSS效果最佳。国家电网公司企业标准要求：在0.1-2.0Hz范围内，不同频率扰动下同步电机附加转矩增量滞后PSS输入信号应在90°±40°范围内。现场试验中，常用发电机机端电压信号代替同步电机附加转矩增量信号，PSS控制系统运行参数整定的目标为不超出相关标准规定的前提下，使0.1-2.0Hz各频率段发电机机端电压信号滞后PSS输入信号尽可能的接近90°。PSS产生的附加力矩增量与其输入信号间的滞后特性由两部分构成：一是无PSS时励磁调节器产生的力矩分量对于PSS输出信号的相角滞后即励磁控制系统无补偿特性，这和发电机励磁系统参数及当地电网结构有关；二是PSS输出信号与其输入信号的滞后特性即PSS滞后特性，这与PSS控制系统运行参数直接相关。PSS参数整定试验中，首先通过频谱分析仪器实测发电机的励磁控制系统无补偿特性，以此为基础，匹配整定PSS滞后特性，使无补偿特性和PSS滞后特性叠加后满足0.1-2.0Hz范围内各频率段附加力矩滞后PSS输入信号尽可能的接近90°的要求。