[发明专利]基于单机无穷大系统的全网PSS协调整定方法

说明书

技术领域

本发明属于变配电领域，尤其涉及一种用于在网络中防止或减少功率振荡/机电振荡的方法。

背景技术

电网互联是现代电网发展的主要趋势，各区域电网通过联络线互相支援，以提高电网运行的可靠性和经济性。

但是，大规模互联电网中大批大容量机组的建设投产，也造成电网稳定问题的复杂性，增加了电网运行发生不稳定时后果的不确定性和严重性。

电网互联规模持续增长的一方面是发电厂机组容量迅速膨胀，另一方面电网输电系统强度存在相对薄弱之处，伴随着互联电网内部的大功率传输，在各区域电网之间甚至在区域电网各地区之间呈现隐性的弱阻尼联络线模式低频振荡。小干扰稳定问题对电网安全稳定运行的威胁日益突出，电力系统规划和运行必须密切关注互联电网中存在的小干扰稳定问题。

并网运行的单独电厂或发电机组对于电网中的地区局部振荡模式中是处于支配地位的，因而这些机组配置的电力系统稳定器（PSS，Power System Stabilization）可以对这种振荡模式起很大的阻尼作用。

而对于表现为联络线模式的区域间低频振荡，单独的电厂或发电机组仅是部分地参与这种模式的振荡，单台发电机组上配置的电力系统稳定器（PSS）提供的对于这种区域间振荡模式的阻尼贡献，仅可能是正比于它输送到系统中的容量与整个系统容量之间的比值。

电力系统稳定器（PSS）投运工作的首要准则是应该正确地配置电力系统稳定器，使机组在与系统弱联系及重负荷的各种运行条件下，对机组在其中起支配作用的地区局部振荡模式能够提供足够的阻尼，而同时应尽可能对机组局部参与的区域间振荡模式提供应有的阻尼；另外，电网运行方式变化纷繁复杂，涉网机组的PSS配置方案必须能够适应电网运行方式的变化，在目前PSS均为固定结构和参数的条件下，在电网运行方式发生改变时，仍旧可以有效满足电网稳定运行的小干扰稳定性能要求。

如何在涉网机组的PSS投运管理工作中贯彻实施这种原则，最为关键的技术难题就是全网机组PSS的协调整定，这包括配置PSS机组的选取和具体PSS参数的整定，这个难题也是所有现代互联电网运行管理中必然会碰到的。

目前的全网PSS协调整定方法多数无法达到预期的鲁棒性，而且很难保证投运PSS机组自身的稳定性能；且以往采用的单机无穷大系统平台很难方便地建立各种类型励磁系统的模型，传递函数频率特性的线性化计算需要手工进行，很难适用于全网众多机组PSS的整定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单机无穷大系统的全网PSS协调整定方法，其可以摆脱对电网计算平台的依赖，建立能够适应各种不同励磁系统的单机无穷大系统PSS整定方法；所整定的发电机组PSS参数能够确保机组投运PSS后，不仅能提高机组对地区局部振荡的阻尼，而且能够提高机组对抑制区域全局振荡模式的贡献；全网各单独机组PSS分别以此方法整定和投运，能够整体提高全网的小干扰稳定性能，不受电网运行方式的影响，鲁棒性强，同时可大大方便于电网对机组PSS投运的管理。

本发明的技术方案是：提供一种基于单机无穷大系统的全网PSS协调整定方法，包括确定全网PSS的配置方案和待整定发电机组PSS参数的设置，其特征是所述的全网PSS协调整定方法包括下列步骤：

A、确定在电网中选择哪些机组配置PSS：

对于与电网联系较弱的机组，需配置PSS，以确保弱阻尼地区振荡模式可以得到有效抑制；所述的与电网联系较弱，是指机端到无穷大母线之间的总联系电抗＞0.2；

选取能够对整体提高电网的小干扰稳定性能起到决定性作用的机组，需配置PSS，以确保电网区域间振荡模式的阻尼性能得到有效提升；所述能起到决定性作用的机组，是指区域电网中容量大于一定值或占较大权重的机组，包括区域电网中200MW及以上容量的火电或核电机组，以及100MW及以上容量的水电或抽水蓄能机；

上述所有需配置PSS机组的集合，构成全网机组PSS配置方案的最小方案；

B、构建单机无穷大系统：

在MATLAB／Simulink软件平台上，采用转子四阶的发电机详细PARK方程模型作为发电机模型，所述的发电机模型由电气方程、转子运动方程和网络接口方程构成；

将所述的电气方程、转子运动方程和网络接口方程，以传递函数的形式连接成系统，构建所述的单机无穷大系统；

根据发电机组所采用的励磁系统和PSS结构，利用Simulink软件的建模功能，采用传递函数相连接的方法，构建所述单机无穷大系统中发电机组的励磁控制系统以及PSS模型；