一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：將所述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的工作頻率分為以轉(zhuǎn)子角速度偏差Δω為輸入信號(hào)的超低頻頻段和以加速度功率偏差積分為輸入信號(hào)的中高頻頻段；對(duì)超低頻頻段的輸入信號(hào)進(jìn)行篩選，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償；獲得中高頻頻段的輸入信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償。本發(fā)明提供一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，采取了兩并聯(lián)分支結(jié)構(gòu)，各自補(bǔ)償不同的頻域范圍，它們的參數(shù)在整定上有較強(qiáng)的獨(dú)立性，通過(guò)增加超低頻分支，解決了現(xiàn)有PSS在超低頻域內(nèi)阻尼不足的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決電力生產(chǎn)和負(fù)荷中心不均勻并提高發(fā)電和輸電的經(jīng)濟(jì)性，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，并大量應(yīng)用各種新技術(shù)。發(fā)電機(jī)快速勵(lì)磁系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，提高了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，但在一定條件下降低了電力系統(tǒng)阻尼，使系統(tǒng)中出現(xiàn)弱阻尼甚至是負(fù)阻尼的低頻振蕩。目前，在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)中增加電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizator, PSS)是抑制低頻振蕩最為有效且經(jīng)濟(jì)的手段。勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制方式采用PID+PSS的原理如附圖1所示，其中:UMf為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參考電壓；UpssSPSS的輸出信號(hào)；TR為機(jī)端電壓Ut測(cè)量回路時(shí)間常數(shù)；Ut為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；TC1、TC2、TBl、TB2為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PID環(huán)節(jié)參數(shù)；KR為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器比例放大倍數(shù)；TS為可控硅時(shí)間常數(shù)；UP+、UP-為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出幅值的上、下限制。
[0003]PSS抽取與系統(tǒng)振蕩有關(guān)的信號(hào)，如發(fā)電機(jī)的有功功率，轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號(hào)反饋到勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中。通過(guò)對(duì)產(chǎn)生的附加信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)某盎驕笙辔谎a(bǔ)償，可使PSS在工作頻域內(nèi)(0.lHz-2.0Hz)盡可能的為機(jī)組提供最大的附加正阻尼。圖2為國(guó)內(nèi)已廣泛使用的某現(xiàn)有PSS模型的傳遞函數(shù)。其中:PE為發(fā)電機(jī)電功率；ω為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度；TW1、TW2、TW3為隔直時(shí)間常數(shù)；T7為慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，用來(lái)近似的模擬積分環(huán)節(jié)，Τ7 = Tffl ；KS2為功率回路增益，H是發(fā)電機(jī)慣性常數(shù)；S為積分算子；KS3 = I ；KS1為PSS的輸出增益；T1、T2、T3、T4、T5、T6為超前滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)；Τ8、Τ9高頻濾波回路時(shí)間常數(shù);M = 5、N = I ;UPSS為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS輸出到勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PID的信號(hào)。
[0004]為了使PSS盡可能的發(fā)揮作用，現(xiàn)有PSS的上述參數(shù)要視系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行整定。目前，現(xiàn)有PSS在我國(guó)國(guó)內(nèi)已廣泛使用，收到很好的使用效果，為我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。隨著系統(tǒng)互聯(lián)的擴(kuò)大，振蕩頻率越來(lái)越低，甚至存在低于0.1Hz的超低頻振蕩。而現(xiàn)有的PSS對(duì)于低于0.1Hz的超低頻振蕩是基本沒(méi)有作用甚至是負(fù)作用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，采取了兩并聯(lián)分支結(jié)構(gòu)，各自補(bǔ)償不同的頻域范圍，它們的參數(shù)在整定上有較強(qiáng)的獨(dú)立性，通過(guò)增加超低頻分支，解決了現(xiàn)有PSS在超低頻域內(nèi)阻尼不足的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:將所述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的工作頻率分為以轉(zhuǎn)子角速度偏差Λ ω為輸入信號(hào)的超低頻頻段和以加速度功率偏差積分為輸入信號(hào)的中高頻頻段；
[0009]步驟2:對(duì)超低頻頻段的輸入信號(hào)進(jìn)行篩選，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償；
[0010]步驟3:獲得中高頻頻段的輸入信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償。
[0011]所述步驟2中，采用低通濾波環(huán)節(jié)和帶通濾波環(huán)節(jié)對(duì)超低頻頻段的輸入信號(hào)進(jìn)行篩選，并采用第一超前滯后環(huán)節(jié)對(duì)經(jīng)過(guò)篩選之后的輸入信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。
[0012]所述低通濾波環(huán)節(jié)和帶通濾波環(huán)節(jié)分別表示為
【權(quán)利要求】
1.一種具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:將所述電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的工作頻率分為以轉(zhuǎn)子角速度偏差△ ω為輸入信號(hào)的超低頻頻段和以加速度功率偏差積分為輸入信號(hào)的中高頻頻段； 步驟2:對(duì)超低頻頻段的輸入信號(hào)進(jìn)行篩選，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償； 步驟3:獲得中高頻頻段的輸入信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟2中，采用低通濾波環(huán)節(jié)和帶通濾波環(huán)節(jié)對(duì)超低頻頻段的輸入信號(hào)進(jìn)行篩選，并采用第一超前滯后環(huán)節(jié)對(duì)經(jīng)過(guò)篩選之后的輸入信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述低通濾波環(huán)節(jié)和帶通濾波環(huán)節(jié)分別表示為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述第一超前滯后環(huán)節(jié)包括第三超前滯后環(huán)節(jié)和第四超前滯后環(huán)節(jié)，分別表示為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟3中,加速度功率偏差積分由發(fā)電機(jī)電功率Pe與轉(zhuǎn)子角速度偏差△ ω獲得，具體包括以下步驟: 步驟3-1:得到發(fā)電機(jī)電功率偏差積分
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特





征在于:所述步驟3-1中，發(fā)電機(jī)電功率匕經(jīng)過(guò)第一隔直環(huán)節(jié)
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟3-2包括以下步驟:A)轉(zhuǎn)子角速度偏差Λω經(jīng)過(guò)第三隔直環(huán)節(jié)
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟3-3包括以下步驟:


A)增加斜坡函數(shù)濾
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制超低頻振蕩能力的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟3-4中的第二超前滯后環(huán)節(jié)包括第五超前滯后環(huán)節(jié)、第六超前滯后環(huán)節(jié) 和第七超前滯后環(huán)節(jié)，分別表示為
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK103956755SQ201410165633
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】吳劍超, 武朝強(qiáng), 朱方, 霍承祥, 李照庭, 朱艷卿, 黃超 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院