[发明专利]一种基于PSS的火电机组低频振荡的抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于PSS的火电机组低频振荡的抑制方法。本发明可通过将经过参数整定后的PSS配置在火电机组上，来抑制火电机组的低频振荡。采用的技术方案为：首先，计算出火电机组转子的无阻尼自然振荡频率；其次，确定PSS加入后希望达到的阻尼比，进而计算出火电机组转子的阻尼振荡频率；再次，由火电机组的励磁系统的框图，可求得励磁系统的传递函数，进而可求出励磁系统产生的附加转矩到PSS的输出信号之间的传递函数；最后，由励磁系统产生的附加转矩到PSS的输出信号之间的传递函数的表达式，可求得PSS中超前环节及隔直环节中的参数，进而可将该组参数下的PSS配置在火电机组上。本发明能够有效提升火电机组抑制低频振荡的能力。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定运行分析领域，尤其是一种基于PSS的火电机组低频振荡的抑制方法。

背景技术

由于国内电网负荷中心与能源分布不平衡，需要建设大规模、长距离跨区电网解决这种不平衡。交直流特高压混联电网的逐渐成型，很好地解决了远距离输送和异地消纳的问题，提高了各地区的经济效益。为提高系统的静稳极限和暂态稳定性，系统大量的机组配置了快速励磁系统，如自并励励磁系统，虽然提高了故障响应速度，但同时降低了系统的阻尼，加大了电网动态稳定性的风险，若不加处置，易引起电网崩溃，造成大面积停电事故。在我国实际电网运行中，低频振荡时有发生，这也成为威胁我国互联电网安全稳定运行的重要问题之一。

电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)是提高系统的阻尼，抑制系统低频振荡的多种方式中最经济、最有效的措施。国内从2001年的东北华北联网工程开始推广配置PSS，PSS也因此得到了大量的现场工程应用，发展到现在已成为网源协调中最重要的一项并网技术要求。故本专利针对火电机组中的低频振荡现象，通过合理的整定PSS的参数，将整定后的PSS配置在火电机组上，来提升火电机组抑制低频振荡的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PSS的火电机组低频振荡的抑制方法，其在计算出火电机组转子的自然振荡频率的基础上，推导励磁系统产生的附加转矩到PSS的输出信号之间的传递函数，然后通过合理整定PSS的参数，并将其配置在火电机组上来抑制火电机组的低频振荡。

为此，本发明采用的一种技术方案为：一种基于PSS的火电机组低频振荡的抑制方法，其包括：

步骤1、根据单机无穷大系统的运行状态，可计算出火电机组转子的无阻尼自然振荡频率；

步骤2、确定PSS加入后希望达到的阻尼比，进而计算出火电机组转子的阻尼振荡频率；

步骤3、由火电机组的励磁系统的框图，可求得励磁系统的传递函数，进而可求出励磁系统产生的附加转矩到PSS的输出信号之间的传递函数；

步骤4、由励磁系统产生的附加转矩到PSS的输出信号之间的传递函数的表达式，可求得PSS中超前环节及隔直环节中的参数，进而可将该组参数下的PSS配置在火电机组上，来抑制其低频振荡。

进一步地，所述步骤1中，火电机组转子的无阻尼自然振荡频率ω_n的计算公式为：

其中，

式中，ω₀为同步转速，T_J为机组的惯性时间常数，x_q为交轴同步电抗，x′_d为直轴暂态电抗，x_l为外电抗，i_d、i_q分别为发电机定子电流的d、q轴分量，δ为发电机的功角，E′_q为发电机交轴暂态电动势。

进一步地，所述步骤2中，首先确定PSS加入后希望达到的阻尼比ξ_P，由此可计算出转子的阻尼振荡频率ω_d：