电力系统稳定器(PSS)及其在三峡机组的应用

电力系统稳定器(PSS)及其在三峡机组的应用彭炜东，薛福文题，最终确定了一种适合的三峡机组的作者简介：彭炜东(1968－)，硕士，男，高级工程师，长期从事励磁系统的检修和维护工作，现从事水电厂二次设备的管理工作。作者照片：彭炜东(左三)、邵显钧(左一)、王思南(左二)、陈小明(右三)、曾涛(右二)、王波(右一)在中国电机工程学会大电机专委会励磁分专业委员会(海南三亚会议)上合影。1.前言不断扩大，大电网存在的问题也逐步显现出来，美国、英国、意大利等国都相继发生过大规模的停电事故，各国专家对大电网存在的问题也越来越关注，其中大电网的稳定性问题一直是专家们关注的焦点。低频振荡是影响电网稳定性的一个重要因素，对低频振荡PSS电力系统产生低频振荡的原因很多，其中主要原因是电网构架薄弱，各区域电网之间的阻尼较身的阻尼来平息振荡，从而使得送功率、调整励磁调节器的相关参数等，但最为有效且经济的方法是采用电力系统稳定器(PSS)。发电机的励磁控制系统是一个由多个惯性环节组成的反馈控制系统。从励磁调节器的信号测量励磁系统是一个滞后环节。正是由于这种滞后性，使得在系统低频振荡时，励磁电流的变化滞后于转－ω平面上，和转子速度变化同相的力矩是正阻尼力矩，反相的是负阻尼力矩，和角度变化同相的力矩是正同步力矩，反相的为负同步力矩。在电力系统中并联运行的同步发电机，它稳定运行的必要条而最终失去稳定，而当同步力矩系数为负时，发电机将出现爬行失步。Pe是反向的，即ΔU与ΔP反向。由此可以确定各变量在δ－ω平面的方向如图一所示。当电力系统中发生功率扰动时，机组的转子角Δδ要发生变化，但是由于励磁调节器是采用按电压偏差信号-ΔU进T负值，即其提供负的阻尼。为了消除这种负阻尼，需要提供一个附∑T∑从本质上讲，引入PSS是为了补偿励磁调节器对机电振荡产生的负阻尼，以提高系统的动态稳下假定机械功率不变而得到的，在使用上效果也不错，只是在原动机功率变化时会出现反调现象，一3234超前滞后环节K56567信号采集环节高频滤波环节42放大及自动复位环节限幅环节信号采集环节对输入的信号进行变换处理，是一个惯性环节，会产生一定的时延。一般来说，值也不可太小。可根据现场情况进行调整。高频滤波环节是用于抑制发电机有关振荡的，经过信号采集环节变换后的主信号的频率都不大关重要。其设计原则，首先必须把机组轴系扭振信号、信号采集环节输出的脉动及白噪声的幅值抑制到较低的水平,同时必须保证幅值小(即曲线越陡)越好。高频滤波环节的低通截止频率设计值通常为3.5~3.8Hz。一般为了调试方便，在设计中可采用了两级滤波方式。两级超前—滞后补偿环节。这种补偿器的实质是一种比例系数为1的带有惯性的比例微分环节，TTTT间常数。视现场需要，补偿器可为一级，也可为三级。T2及T4的取值主要根据前述滤波器带宽频率附号采集环节及滤波器)所造成的振荡反馈信号的滞后程度，即要求出超前补偿的角度。路的开环增益，它与根轨迹增益仅差一个由传感器、滤波器及补偿器增益构成的比例系数，因此直接65信号通过的隔“直”电路，只有交流主信号经过时，才允许通过，否则便把输出回路自动关闭，国内习上述标准型PSS可用于抑制可能发生的局部电机与系统间的振荡、区域间振荡及机组间振荡。局部电机与系统间的振荡是指同一电厂一台或多台电机与系统间发生的摆动，频率一般为0.7~2Hz。对于具有静止励磁装置(可控硅整流励磁)的励磁系统，由于响应速度快，引发这种可能性大，因此必PSS域机组群所发生的摆动，频率一般不对该类振荡的抑制作用可能会不及对前两类振荡的抑制效果来得明显。为了避免机组轴系扭振信号不3.PSS在三峡机组的应用否以及其对低频段振荡抑制作用的好坏对川渝、华中电网的潮流及全国联网的安全性有重要影三峡左岸电站目前有两种类型的发电机组，一种由ALSTOM公司提供，另一种由VGS联为自并励可控硅静止励磁，励磁调节器采用PID附加PSS的调节方式，机组及励磁系统的相关参数如表一及表二所示。表一：发电机组参数参数名参数名称序MMVAMVAKV不饱和/饱和，额定容量时不饱和/饱和，最大容量时不饱和/饱和，额定容量时不饱和/饱和，最大容量时不饱和/饱和，额定容量时不饱和/饱和，最大容量时H号额定容量最大容量最大容量时功率因数额定电压额定功率因数额定频率相数额定转速定子绕组连接方式励磁绕组对地电容励磁绕组自感定子绕组对地电容转子绕组电阻ABB3Y3Y表二：励磁系统参数ABB参数名称空载励磁电压空载励磁电流负载励磁电压负载励磁电流励磁顶值电压励磁顶值电流允许强励时间单桥退出，允许工