[实用新型]一种电力系统稳定器

说明书

技术领域

本实用新型属于电气工程技术领域，具体涉及一种电力系统稳定器(Power System Stabilizer，PSS)。

背景技术

目前，公知的PSS结构是由相位补偿环节、附加励磁放大倍数、复位环节、传感器及输入信号部分组成。引入一个或者两个信号，通过励磁系统去增加电力系统中发电机的阻尼转矩。常用PSS一般根据无阻尼的自然机械模式频率jω_n或者由系统特征值分析得到的本机振荡模式的复数频率σ+jω进行设计，因此PSS对设计频率及其附近频率的功率振荡有着很好的抑制效果。

随着区域电网的互联，电力系统中发电机参与的强相关振荡模式可能会有两个或两个以上，为了电力系统的安全稳定运行，要求PSS抑制低频振荡的范围为0.1Hz～3Hz。常规PSS的相位补偿部分由两级或三级超前滞后环节组成，很难满足要求，原因是：一方面三级超前滞后环节产生超前相位的极限为150°～160°，而电力系统中很多发电机滞后相位往往超过200°，无法进行补偿；另一方面两到三级的超前滞后环节只有4～6个参数，很难在整个低频振荡范围内对发电机滞后相位进行补偿。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种电力系统稳定器，能够在0.1Hz～3Hz低频振荡范围内对发电机滞后相位进行良好的补偿。

本实用新型提供的电力系统稳定器，其特征在于，包括依次连接的滤波器、复位器、相位补偿器和限伏器，滤波器用于对输入信号滤波，复位器用于消除滤波后的输入信号的直流分量，相位补偿器用于采用相位补偿传递函数对消除直流分量后的输入信号进行相位补偿，得到相位补偿输出信号，限伏器用于对相位补偿输出信号限伏，输出限伏结果。

本实用新型中的相位补偿器采用分子分母均为多项式的相位补偿传递函数，其参数选择自由度大，能够较好逼近所需目标补偿曲线，从而在整个低频振荡范围对发电机滞后相位进行良好的补偿。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为实施例拟合结果示意图。

具体实施方式

下面结和附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括：依次相连接的滤波器1、复位器2、相位补偿器3和限伏器4。

滤波器1对输入信号进行滤波，以消除输入信号中的干扰，并滤除输入信号中的低频振荡频率以外信号。一般作为PSS输入信号有：发电机转子转速ω、发电机功率Pe和加速功率Pa。滤波器分为两种，当输入信号为转速ω或电功率Pe时，滤波器传递函数为其中A₁，A₁为滤波器参数，A₁，A₁∈(0，0.5)。当输入信号为加速功率Pa时，滤波器的形式为其中T₈，T₉，M，N为滤波器参数，T₈，T₉∈(0.1，0.5)，M，N∈(1，5)，拉普拉斯变换因子s为复变量。

复位器2用于消除滤波后的输入信号中的直流分流，复位器的传递函数为T_ω为复位环节时间常数，T_ω取值范围为(4，15)。

相位补偿器3对消除直流分量后的输入信号进行相位补偿得到相位补偿环节输出信号。

限伏器4对相位补偿环节输出信号进行限伏，限伏范围由发电机、发电机地理位置等实际情况确定，再将限伏后的相位补偿环节输出信号向外部发电机自动调压装置输出，用作增强电力系统正阻尼的附加励磁控制信号。限伏器为一个判断机构，当输入信号在(u_smin，u_smax)之间，输出信号为输入信号；当输入信号小于u_smin，输出信号为u_smin；当输出信号大于u_smax，输出信号为u_smax，其中u_smin，u_smax∈(-0.5，0.5)，u_smin＜u_smax。

相位补偿器采取的相位补偿传递函数按照以下步骤确定：

1)通过频谱测量仪从现场测量或者仿真计算获得发电机的相位特性

2)根据预定补偿要求计算PSS补偿相位特性

PSS输入信号不同时要求补偿的相位特性也不同。引入转子转速ω作为输入信号时，相位特性引入发电机功率Pe或加速功率Pa作为输入信号时相位特性为预定补偿要求，