摘要：PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常關(guān)鍵，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有重要影響。在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展背景下，相關(guān)專家開(kāi)始研究PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的高增益參數(shù)整定，繼續(xù)提升系統(tǒng)應(yīng)用效率。針對(duì)PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益參數(shù)整定進(jìn)行分析，提出實(shí)時(shí)運(yùn)行分析方法，并且提出提高阻尼力矩和同步力矩的增益方法，最后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法應(yīng)用合理。

關(guān)鍵詞：PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益參數(shù)整定

中圖分類號(hào)：TM712

AnalysisofHigh-GainParameterSettingofPSS2BPowerSystemStabilizer

LANXinYANGLiuWANGHaihai

NanchangKechenElectricPowerTestResearchCo.，Ltd.，

NanchangCity，JiangxiProvince，330096China

Abstract：PSS2Bpowersystemstabilizerisveryimportantintheapplicationofpowersystem，andhasanimportantinfluence?;onthestabilityofpowersystem.Inthecurrentcontextofsocialdevelopment，relevantexpertsbegantostudythehigh-gainparametersettingofPSS2Bpowersystemstabilizertocontinueimprovingtheapplicationefficiencyofthesystem.AnanalysisisconductedonthehighgainparametersettingofPSS2Bpowersystemstabilizer.Areal-timeoperationanalysismethodisproposed，andagainmethodforimprovingdampingtorqueandsynchronizationtorqueisproposed.Finally，experimentalverificationshowsthattheapplicationofthismethodisreasonable.

KeyWords：PSS2B;Electricpowersystem;Stabilizer;Highgainparametersetting

在我國(guó)社會(huì)發(fā)展背景下，對(duì)電力系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用提出更高要求，并且為了滿足電力輸送要求，開(kāi)始提出自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的應(yīng)用，也開(kāi)始建設(shè)跨省聯(lián)網(wǎng)，以滿足缺電省份的需求。但是，此種情況，在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性下降的問(wèn)題，低頻振蕩問(wèn)題隨之產(chǎn)生，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)應(yīng)用效果。在長(zhǎng)期研究中發(fā)現(xiàn)，PSS2B穩(wěn)定器在應(yīng)用時(shí)能夠有效控制低頻振蕩，切實(shí)提升系統(tǒng)應(yīng)用效果，使系統(tǒng)應(yīng)用趨于穩(wěn)定。因此，在一段時(shí)間內(nèi)，PSS2B型電力系統(tǒng)將成為我國(guó)電力系統(tǒng)研究的重要目標(biāo)。

1PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器研究

PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器是當(dāng)前電力系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵性穩(wěn)定器，該穩(wěn)定器屬于雙輸入穩(wěn)定器，在其設(shè)計(jì)和投入應(yīng)用后在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

PSS2B穩(wěn)定器在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)輸入信號(hào)，其中包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)和電磁功率偏差信號(hào)。如此設(shè)計(jì)能夠切實(shí)有效避免穩(wěn)定器出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，其自身運(yùn)行穩(wěn)定，也能夠提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。另外，本文研究中發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定器在最初應(yīng)用階段會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)，從而導(dǎo)致同步軸系扭振信號(hào)出現(xiàn)，對(duì)自身性能進(jìn)行影響。因此，相關(guān)專家在對(duì)PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器進(jìn)行改進(jìn)研究后，提出應(yīng)用軸系扭振濾波的建議，經(jīng)過(guò)實(shí)踐軸系扭振濾波應(yīng)用切實(shí)改變了偏差信號(hào)問(wèn)題，使穩(wěn)定器應(yīng)用更加安全。

PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)其參數(shù)整定過(guò)程非常關(guān)注，要求整個(gè)過(guò)程考慮次同步分量產(chǎn)生的低頻振蕩信號(hào)影響，同時(shí)也需要放置次同步信號(hào)、低頻信號(hào)在運(yùn)行中產(chǎn)生的交互影響。如此一來(lái)，通過(guò)多次的參數(shù)調(diào)整，可確保穩(wěn)定器能夠在電網(wǎng)運(yùn)行的多種工況下提供穩(wěn)定和保障作用。

如今，我國(guó)電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，開(kāi)始重視PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益系數(shù)設(shè)置，通過(guò)增益提升其應(yīng)用效果，使穩(wěn)定器能夠適應(yīng)不同情況。通過(guò)本文研究發(fā)現(xiàn)，目前穩(wěn)定器的增益系數(shù)主要為功率匹配系數(shù)sK，轉(zhuǎn)速偏差增益系數(shù)ωK和PSS增益系數(shù)pK等，以上多種增益系數(shù)都可以有效抑制低頻振蕩信號(hào)和次同步扭振信號(hào)產(chǎn)生，繼而保證系統(tǒng)應(yīng)用良好。為此，穩(wěn)定器應(yīng)用過(guò)程中需要整定參數(shù)，挖掘整定參數(shù)影響程度和規(guī)律，選擇最優(yōu)增益參數(shù)整定方法。

2研究背景及意義

2.1研究背景

本文針對(duì)性研究PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益參數(shù)整定，從而提升穩(wěn)定啟動(dòng)應(yīng)用效率。而其實(shí)，我國(guó)在電力系統(tǒng)的發(fā)展背景下，早已非常重視穩(wěn)定器的研究與開(kāi)發(fā)。本文的研究正是在整體研究的背景下開(kāi)展。

（1）2016年，梨園、阿海電廠共4 400MW的裝機(jī)配套金中直流運(yùn)行，其中3 200MW電力經(jīng)金中直流送出、剩余1 200MW通過(guò)交流送出，在當(dāng)時(shí)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下兩廠的PSS臨界增益分別做到30、14（整定增益取13、7），考慮勵(lì)磁系統(tǒng)之后的PSS綜合增益為10左右，以滿足兩廠滿負(fù)荷送出需求。

（2）2019年，瀾滄江上游電廠開(kāi)始供電，容量超過(guò)送電能力。所以，為提升系統(tǒng)的應(yīng)用效果，相關(guān)專家針對(duì)性提出PSS的交流增益及考慮勵(lì)磁之后的綜合增益，以提升阻尼效果為目標(biāo)，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，不僅提升了系統(tǒng)應(yīng)用效率，更是在很大程度上優(yōu)化了電力系統(tǒng)應(yīng)用穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)應(yīng)用效果。

2.2PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器研究的意義

新時(shí)期，我國(guó)社會(huì)高速發(fā)展，工業(yè)建設(shè)逐漸完善，對(duì)于電力資源的應(yīng)用需求與日俱增。因此，我國(guó)開(kāi)始大力建設(shè)電力系統(tǒng)，包括新能源電力的建設(shè)和接入，從而使我國(guó)電力系統(tǒng)容量劇增，此種情況從總體上而言對(duì)于我國(guó)電能儲(chǔ)存具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是電力系統(tǒng)大量擴(kuò)容之后，電力系統(tǒng)送電和負(fù)荷承載壓力巨大，如果不進(jìn)行處理將會(huì)影響電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。而PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的應(yīng)用就是限制低頻振蕩的影響，從而保證系統(tǒng)應(yīng)用效率升級(jí)。但是，在應(yīng)用PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器時(shí)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)效果不明顯的情況，難以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性需求。因此，為優(yōu)化系統(tǒng)，相關(guān)專家提出穩(wěn)定器高增益參數(shù)整定措施，其中包括基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的臨界增益法等，可優(yōu)化穩(wěn)定器參數(shù)，繼而在穩(wěn)定器效率升級(jí)后，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

通過(guò)對(duì)上述分析可知，本文研究PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益方法也有利于提升穩(wěn)定器應(yīng)用效率，促進(jìn)穩(wěn)定器優(yōu)化升級(jí)，為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供保障。

3PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益方法及參數(shù)

本文為驗(yàn)證目前PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益方法的實(shí)效性，針對(duì)性研究多種增益方法，以下是對(duì)PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益方法進(jìn)行綜合研究。

3.1依靠閉環(huán)根軌跡圖確定PSS理論臨界增益

從理論角度出發(fā)，PSS的增益完全可以利用閉環(huán)根軌跡進(jìn)行分析。若有特征值根軌跡隨回路增益增大由復(fù)平面的左半平面進(jìn)入右半平面，則該特征值到達(dá)虛軸時(shí)所對(duì)應(yīng)的開(kāi)環(huán)回路增益即為臨界增益。當(dāng)PSS開(kāi)環(huán)回路增益Ks1逐漸增大時(shí)，機(jī)組勵(lì)磁振蕩模態(tài)的根軌跡將穿越虛軸進(jìn)入復(fù)平面的右半平面，穿越虛軸時(shí)該模式的阻尼比為0，對(duì)應(yīng)的Ks1（Kolmogorov-Smirnov指標(biāo)）即為臨界增益。

3.2不同工況下的PSS理論臨界增益分析

實(shí)際上，頻域小擾動(dòng)根軌跡與系統(tǒng)運(yùn)行方式密切相關(guān)，臨界增益也將隨著機(jī)組運(yùn)行方式不同而有所不同。機(jī)組有功出力越大，其臨界增益越??；機(jī)組有功出力相同時(shí)，隨著無(wú)功出力減小直到最大進(jìn)相深度，其臨界增益將逐漸減??；有功出力較無(wú)功出力對(duì)臨界增益的影響更大，當(dāng)機(jī)組處于最大有功出力和最大進(jìn)相深度工況下，其PSS的臨界增益最小。

3.3AVR增益下的PSS理論臨界增益分析

自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AutomaticVoltageRegulato，AVR）和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PowerSystemStabilizer，PSS）都是電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的重要裝置和設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)用的作用均是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。AVR利用調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓來(lái)保持系統(tǒng)的電壓正常，而PSS在應(yīng)用時(shí)利用正阻尼來(lái)抑制電力系統(tǒng)的低頻振蕩。

AVR增益則代表AVR設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)電壓變化的響應(yīng)情況。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，AVR增益越大，AVR就具備更強(qiáng)的電壓變化的調(diào)節(jié)能力。然而，過(guò)高的AVR增益可能引起系統(tǒng)阻尼的降低，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

PSS理論臨界增益是指PSS在電力系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，其通過(guò)正阻尼抑制系統(tǒng)低頻振蕩時(shí)的增益最小值。如果PSS設(shè)備增益低于最小臨界值，將導(dǎo)致系統(tǒng)提供正阻尼不符合應(yīng)用要求，無(wú)法有效抑制系統(tǒng)的低頻振蕩。此種情況下電壓的穩(wěn)定性受到影響，而本文研究中不同AVR增益下的PSS理論臨界增益，其實(shí)也是為了探討二者之間的相互關(guān)系，從而為后續(xù)二者組合應(yīng)用于電力系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)[1]。

4PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益參數(shù)試驗(yàn)

本文在進(jìn)行研究的過(guò)程中，提出多種PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益方法，為進(jìn)一步深入研究增益參數(shù)，在實(shí)施研究的過(guò)程中，也針對(duì)性提出增益參數(shù)試驗(yàn)，在試驗(yàn)開(kāi)展的過(guò)程中以某機(jī)組為研究對(duì)象，針對(duì)性研究不同增益參數(shù)之下的試驗(yàn)數(shù)值，對(duì)增益參數(shù)的運(yùn)行產(chǎn)生一定影響，不利于增益參數(shù)管理，以下是對(duì)PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益參數(shù)試驗(yàn)進(jìn)行全面分析。

4.1某機(jī)組運(yùn)行情況分析

本文為確保研究具有實(shí)踐性，挑選某發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，將PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器接入發(fā)電機(jī)組，并對(duì)不同增益參數(shù)情況下的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。首先，在試驗(yàn)之前，要針對(duì)性研究發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)（如表1所示）[2]。

4.2設(shè)置某機(jī)組的理論臨界增益參數(shù)

本次研究的目的在于某機(jī)組理論臨界增益參數(shù)，在實(shí)施研究的過(guò)程中，主要針對(duì)理論臨界增益參數(shù)進(jìn)行深入分析，在研究中設(shè)置不同增益效果的參數(shù)，在機(jī)組運(yùn)行中，計(jì)算KsL理論值，并在后期提出增益參數(shù)的效果比較，選擇最佳參數(shù)。

4.3試驗(yàn)結(jié)果及討論

在本次試驗(yàn)研究后，主要針對(duì)PSS交流增益、綜合增益以及本機(jī)振蕩等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。其中前兩項(xiàng)代表增益參數(shù)不同情況下的增益效果，數(shù)值越大，達(dá)標(biāo)增益效果越好，對(duì)振蕩的抑制作用越大，同時(shí)也將阻尼比增大。在研究中主要針對(duì)0.6Hz和1.0Hz下的情況進(jìn)行分析，以表3為具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果[3]。

通過(guò)對(duì)上述統(tǒng)計(jì)研究可以得出相應(yīng)的結(jié)論：

（1）從PSS交流增益參數(shù)來(lái)看，最為原始的增益參數(shù)無(wú)論是0.6Hz還是1.0Hz，其數(shù)值均為最低，分別為0.2975和0.2938，代表原始增益參數(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的效果一般，步入后提出兩種增益方法和參數(shù)。而參數(shù)3-7的0.6Hz和1.0Hz狀態(tài)下的PSS交流增益參數(shù)更高，數(shù)值分別達(dá)到0.4212和0.3975，代表其增益效果更好，適合在電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用[4]。

（2）從綜合增益參數(shù)角度來(lái)看，目前增益效果受到影響比較大。但是，3種參數(shù)相關(guān)的增益變化相同，依然是參數(shù)3-7時(shí)的增益效果最佳，數(shù)值分別達(dá)到25.510和23.203。

（3）通過(guò)振蕩和阻尼比數(shù)值比較而言，振蕩更小，阻尼比更大的增益參數(shù)組代表具有更好的增益效果。按照上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，增益效果最好的是參數(shù)3-7，能夠?qū)⒄袷幙刂圃?.920，阻尼比達(dá)到25.7[5]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上研究可知，當(dāng)前PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器高增益參數(shù)整定過(guò)程中，采用本文提出的3-7參數(shù)最佳，而該參數(shù)為AVR增益下的PSS理論臨界增益參數(shù)，所以證明該方法適合推廣。

參考文獻(xiàn)

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