PSS抑制低頻振蕩的理論與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全國聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)距離大容量輸電的發(fā)展，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題日趨復(fù)雜。暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，動態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定問題日益突出，以低頻振蕩為代表的小干擾穩(wěn)定對電網(wǎng)穩(wěn)定的影響越來越嚴(yán)重。國內(nèi)外的研究和工程實(shí)踐表明，合理整定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power system stabilizer，PSS)的相關(guān)參數(shù)可以有效抑制低頻振蕩，提高電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行性能。
　　本文主要研究PSS抑制電網(wǎng)低頻振蕩的機(jī)理和參數(shù)整定方法。首先，扼

2、要介紹了電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的分析方法，闡述了低頻振蕩的基本模式及其主要特點(diǎn)，論述了低頻振蕩的產(chǎn)生機(jī)理和主要抑制措施。其次，在闡述同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)作用的基礎(chǔ)上，建立了單機(jī)-無窮大系統(tǒng)的基本數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)推導(dǎo)了同步發(fā)電機(jī)的線性化微分-代數(shù)方程組，即Heffion-Philips模型;系統(tǒng)地分析了同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)低頻振蕩的影響，闡述了PSS抑制低頻振蕩的作用原理，建立了PSS的通用數(shù)學(xué)模型，并介紹和比較了IEEE推薦的幾種常用的

3、PSS模型的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。再次，將PSS的基本理論應(yīng)用于工程實(shí)際，以柘溪水電廠擴(kuò)建的兩臺250 MW機(jī)組發(fā)生兩次低頻振蕩為研究背景，以南瑞電控NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器為研究對象，對PSS抑制低頻振蕩的作用進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證研究，總結(jié)形成了PSS參數(shù)整定試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)流程和試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)控制措施。最后，以PSS2A型PSS為研究對象，提出了一種PSS參數(shù)整定計(jì)算的改進(jìn)方法，開發(fā)了基于Matlab的參數(shù)整定軟件，并分別在株溪

4、口水電廠3號機(jī)和黑糜峰抽水蓄能水電廠300 MW機(jī)組的PSS參數(shù)整定中進(jìn)行了試驗(yàn)檢驗(yàn)。
　　本文的研究成果已廣泛應(yīng)用在湖南省內(nèi)所有大中型發(fā)電機(jī)組上，特別在柘溪水電廠擴(kuò)建250MW機(jī)組發(fā)生低頻振蕩時(shí)，通過現(xiàn)場整定、投運(yùn)和優(yōu)化PSS參數(shù)，成功抑制機(jī)組低頻振蕩，解決了柘溪水電廠豐水期“窩出力”的問題。在株溪口水電廠本機(jī)振蕩點(diǎn)超出導(dǎo)則規(guī)定2Hz范圍的情況下，開發(fā)了適用于0.1Hz～3Hz頻率補(bǔ)償范圍的PSS參數(shù)整定計(jì)算軟件，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證