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【6h】

PSS2B型电力系统稳定器参数整定研究

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要内容

2 系统线性化模型建立

2.1 系统模型建立的特殊性

2.2 发电机转子轴系方程

2.3 同步发电机电磁暂态方程

2.4 同步发电机励磁系统数学模型

2.5 原动机及其调速系统模型

2.6 d、q坐标系下的线路及串联补偿电容网络元件线性化暂态方程

2.7 PSS的数学模型

2.8 本章小结

3 RTF环节的影响分析

3.1 PSS抑制低频振荡的机理

3.2 RTF环节对次同步振荡的影响分析

3.3 RTF环节对引入信号的分析

3.4 RTF环节时间常数影响分析

3.5 本章小结

4 PSS2B增益的影响分析

4.1 特征结构分析法

4.2 根轨迹法确定增益

4.3 PSS2B增益系数对次同步模式和低频模式的影响

4.4 本章小结

5 算例分析

5.1 PSS2B参数整定流程

5.2 实验系统

5.3 PSS2B时间常数的调整

5.4 确定PSS2B的增益

5.5 本章小结

6 结论和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A 转子轴系模型及发电机电压和磁链方程

附录B 励磁系统相位特性

附录C 系统数据

个人简历、在校期间发表的学术论文

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摘要

随着我国电网的快速发展,电力系统规模不断扩大,系统低频振荡和次同步振荡的影响因素也越来越复杂。电力系统稳定器(PSS)是最为经济、有效的抑制振荡的手段,其中PSS2B型电力系统稳定器以其独特的性能优势得到广泛应用。
  PSS2B是一种双输入电力系统稳定器,其输入信号采用了发电机转速偏差和电磁功率偏差,以此来避免反调现象的出现。由于转速偏差信号会引入次同步轴系扭振信号,所以在PSS2B型电力系统稳定器中设置了轴系扭振滤波(RTF)环节。现有关于PSS2B型电力系统稳定器参数整定的分析中,通常未充分考虑次同步分量对低频振荡信号性能的影响,以及次同步信号和低频信号之间的交互影响。本文通过对PSS2B各个环节次同步特性和低频特性的分析,对PSS2B型电力系统稳定器的参数整定提出改善建议。
  为分析次同步振荡和低频振荡问题,基于小干扰线性化模型,建立了发电机六阶模型以及六质量块弹簧轴系模型。次同步信号和低频信号的影响分析主要集中在RTF环节的影响分析和各PSS2B增益系数的影响分析两个方面,并利用频率响应分析法进行讨论。RTF环节主要对次同步频段的低频段影响比较大,对次同步的较高频段影响较小。所以随着单机容量的增大,振荡频段的降低会使RTF环节的影响增大。通过调整RTF环节时间常数可以对次同步信号达到较好的抑制或者消除作用;而当低频段信号通过时,对低频信号的相位和幅值也会产生作用,从而对PSS2B的时间常数的调整造成一定的影响。PSS2B的各增益系数,包括功率匹配系数K s,转速偏差增益系数K?和PSS增益系数K p等对低频振荡信号和次同步扭振信号均会产生影响,且影响程度和规律不同。所以在采用根轨迹法确定增益时,还需要通过改变各个增益系数对次同步模式和低频模式的影响进行分析,才能对增益进行整定。最后,以实际系统中的发电机为例,结合上述的影响分析,采用相位补偿法和根轨迹法,对PSS2B的参数整定过程进行改善。

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