[发明专利]一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法

说明书

本发明公开了一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法。目前工程中传统的PSS多采用以有功功率输入环作为补偿滞后特性原则的相位校正方法作为PSS参数整定方法。本发明根据超前相位自适应型电力系统稳定器的模型，采用现场试验的方法，找出输入转速信号和有功功率信号之间的对应关系，通过经典的频域计算方法，获得功率‑转速轴合成矢量的超前相位角度计算公式；根据实际机组的无补偿特性，通过合成矢量的相位角度计算，即可整定相应的参数使得合成力矩在转速轴附近。本发明可用于增强特大型交流同步电网易发的低频段振荡抑制能力，提升了特大型交流同步电网在低频段的动态稳定水平。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定器的参数现场整定方法，具体地说是一种采用功率-转速变化量合成作为输入的超前相位自适应型电力系统稳定器的现场参数整定方法。

背景技术

随着国家电网公司“十三五”规划的稳步实施，我国将形成多电压等级、交直流混联的复杂特大型同步电网格局。全网等效惯量的增加和开机方式的变化使得全网阻尼减弱，低频振荡风险增加，系统动态稳定性降低。

目前工程化应用最广泛的防止系统低频振荡的手段为电力系统稳定器PSS(PowerSystem Stabilizer)，其原理为通过在励磁系统电压给定点叠加一个相位超前转速变化的PSS输出量，补偿发电机无补偿滞后特性，以达到增加阻尼、抑制有功低频振荡的作用。但为了达到补偿发电机无补偿特性的目的，现有典型PSS模型在参数整定时多采用多阶大相位超前环节，这种采用大超前环节的补偿方式，一方面会造成PSS增益受限而严重削弱其在中低频段的振荡抑制能力；另一方面，对于不同频率下的无补偿特性，要采用一套相同的超前参数达到全频段的补偿效果，存在参数整定困难等问题，不利于工程中的现场参数整定。

为解决上述问题，申请人申请了“一种超前相位自适应型电力系统稳定器”(中国专利申请号为201610343420.9)，其提出利用发电机有功功率负变化量-ΔP_e与转速变化量Δω构造一个合成相量V_Pe-ω作为新型PSS输入的方法，使其超前相位角度随振荡频率增加而增加，无需采用典型PSS的多级超前环节补偿即可满足在不同频率范围内的发电机及励磁系统的滞后特性，其模型结构如图1所示。

目前工程中典型的PSS均采用以有功功率输入环作为补偿滞后特性原则的相位校正方法作为PSS参数整定方法。由于“一种超前相位自适应型电力系统稳定器”专利申请中的新型PSS采用有功功率负变化量-ΔP_e与转速变化量Δω合成的功率-转速轴合成矢量作为输入，为使得该新型PSS能适应不同机组及工况的运行要求，亟需提出一种通过现场简单试验获得整定参数的方法，使其具有工程应用的可能性和推广性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是根据超前相位自适应型电力系统稳定器的结构及特性，提供一种原理清晰、操作简单的现场参数整定方法，使该种新型PSS具有良好的抑制低频振荡的效果并可用于工程应用。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法，所述的PSS采用有功功率负变化量-ΔP_e与转速变化量Δω合成的功率-转速轴合成矢量作为输入，其包括如下步骤：

1)退出发电机励磁系统PSS，采用信号分析仪发出正弦扫频信号，并将其输入至发电机励磁系统的PSS输出叠加点，分析得到发电机励磁系统无补偿滞后特性角θ_无补偿；

2)根据发电机转子运动方程，调整转速信号增益系数K_s，以保证在本机振荡频率下的合成机械功率为零；

3)从步骤2)获得的转速信号增益系数K_s计算获得不同频率下转速和有功功率对应的交流增益系数K；