[发明专利]一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法

摘要

本发明公开了一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法。目前工程中传统的PSS多采用以有功功率输入环作为补偿滞后特性原则的相位校正方法作为PSS参数整定方法。本发明根据超前相位自适应型电力系统稳定器的模型，采用现场试验的方法，找出输入转速信号和有功功率信号之间的对应关系，通过经典的频域计算方法，获得功率‑转速轴合成矢量的超前相位角度计算公式；根据实际机组的无补偿特性，通过合成矢量的相位角度计算，即可整定相应的参数使得合成力矩在转速轴附近。本发明可用于增强特大型交流同步电网易发的低频段振荡抑制能力，提升了特大型交流同步电网在低频段的动态稳定水平。

主权项

1.一种超前相位自适应型电力系统稳定器的参数整定方法，所述的超前相位自适应型电力系统稳定器采用有功功率负变化量‑ΔP_e与转速变化量Δω合成的功率‑转速轴合成矢量作为输入，其包括如下步骤：1)退出发电机励磁系统PSS，采用信号分析仪发出正弦扫频信号，并将其输入至发电机励磁系统的PSS输出叠加点，分析得到发电机励磁系统无补偿滞后特性角θ_无补偿；2)根据发电机转子运动方程，调整转速信号增益系数K_s，以保证在本机振荡频率下的合成机械功率为零；3)从步骤2)获得的转速信号增益系数K_s计算获得不同频率下转速和有功功率对应的交流增益系数K；4)设置参数T_W1、T_W2、T_L1、T_L2，T_L1<T_L2，计算不同频率下对应的转速环相位θ_ω，使得θ_ω的角度略超前Δω轴并随着频率的增加靠近Δω轴；5)根据步骤2)中的Ks及步骤4)中设置的参数T_W1、T_W2、T_L1、T_L2，计算不同频率下对应的转速环幅值M_ω；6)根据步骤3)中获得的交流增益系数K和步骤5)中获得的转速环幅值M_ω，计算对应的转速环等效幅值M_ω等效；7)设置参数T_H1、T_H2，T_H1<T_H2，计算不同频率下对应的有功功率环相位θ_pe；8)根据步骤2)中的Ks及步骤7)中设置的参数T_W3、T_W4、T_H1、T_H2计算不同频率下对应的有功功率环幅值M_pe；9)根据步骤4)、步骤6)‑8)中获得M_ω等效、θ_ω、M_pe、θ_pe计算功率‑转速轴合成矢量的ω轴分量10)根据步骤4)、步骤6)‑8)中获得M_ω等效、θ_ω、M_pe、θ_pe计算功率‑转速轴合成矢量的P_e轴分量11)根据步骤9)及步骤10)获得的和计算合成矢量的超前相位12)根据陷波滤波器函数计算陷波滤波环节的相位θ_陷波滤波，若未采用陷波滤波环节，则无需计算；13)根据三阶超前滞后相位环节计算相位θ_超前滞后，若未采用超强滞后环节，则无需计算；14)计算发电机励磁系统PSS相对于Δω轴的总超前相位15)根据步骤1)中的发电机无补偿滞后特性角θ_无补偿和步骤14)中计算获得的总超前相位计算发电机相对于Δω轴的有偿特性角θ_有补偿，使其满足有偿特性角在超前Δω轴20度至滞后Δω轴45度之间；若不满足这一要求，则调整参数T_W1、T_W2、T_L1、T_L2和T_W3、T_W4、T_H1、T_H2，重新进行步骤4)～步骤15)的计算直至满足要求；16)投入发电机励磁系统PSS，逐步增大放大倍数K_PSS，仔细观察励磁电压，当出现微小持续振荡时，该放大倍数为临界放大倍数K_临界，取临界放大倍数K_临界的1/3～1/5并结合PSS投入后阻尼比提升情况综合决定放大倍数K_PSS。