電力系統(tǒng)穩(wěn)定器SS簡(jiǎn)介及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS簡(jiǎn)介及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2008.12PSS的必要性

隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大、快速勵(lì)磁系統(tǒng)的廣泛采用，系統(tǒng)的阻尼變?nèi)?，致使不少系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線出現(xiàn)了低頻功率振蕩。PSS與系統(tǒng)低頻震蕩電力系統(tǒng)低頻震蕩是一種發(fā)生在弱聯(lián)系的互聯(lián)電網(wǎng)之間或者發(fā)電機(jī)（群）與電網(wǎng)之間或者發(fā)電機(jī)（群）與發(fā)電機(jī)（群）之間的有功震蕩，頻率一般為0.2-2.0Hz。這種低頻功率震蕩的發(fā)生可能會(huì)導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線過(guò)流跳閘，或者造成系統(tǒng)與系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組（群）與系統(tǒng)之間的失步而解裂，擴(kuò)大電網(wǎng)事故。PSS的作用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是附加于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制手段。隨著自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，PSS附加控制更成為勵(lì)磁系統(tǒng)不可缺少的功能之一。好的PSS附加控制能夠增加弱阻尼或負(fù)阻尼勵(lì)磁系統(tǒng)的正阻尼，能夠有效的抑制電力系統(tǒng)低頻震蕩，從而提高發(fā)電機(jī)組（線路）的最大輸出（傳輸）能力。PSS模型

SAVR-2000型自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、NES5100自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器配有PSS2A/2B功能。PSS采用發(fā)電機(jī)電功率增量（△Pe）作為輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)超前-滯后環(huán)節(jié)和放大環(huán)節(jié)后，輸出控制電壓Upss至AVR的電壓相加點(diǎn)。PSS模型如圖所示。PSS模型IEEE標(biāo)準(zhǔn)PSS-1A模型：PSS模型IEEE標(biāo)準(zhǔn)PSS-2A模型：試驗(yàn)前的準(zhǔn)備由于PSS試驗(yàn)涉及到電網(wǎng)穩(wěn)定和有功調(diào)度，甚至有可能迫使機(jī)組退出運(yùn)行，所以做PSS試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)通過(guò)運(yùn)行處與省調(diào)、網(wǎng)調(diào)聯(lián)系，獲得批準(zhǔn)后方可進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)前的準(zhǔn)備進(jìn)行PSS試驗(yàn)時(shí)，要求被試機(jī)組盡可能帶滿負(fù)荷運(yùn)行，功率因數(shù)盡量接近1。

機(jī)組參數(shù)及試驗(yàn)工況記錄機(jī)組參數(shù)：本機(jī)試驗(yàn)時(shí)：UN=

kVU=

kVPN=

MWP=

MWQN=

MvarQ=

MvarCosΦN=

cosΦ=

單機(jī)試驗(yàn)時(shí)，被試驗(yàn)機(jī)組不供廠用電。勵(lì)磁系統(tǒng)的PID參數(shù)：KP=HKI=HKD=H

試驗(yàn)驗(yàn)保保證證勵(lì)磁磁調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器運(yùn)運(yùn)行行狀狀況況完完好好功率率柜柜運(yùn)運(yùn)行行狀狀況況完完好好其他他勵(lì)勵(lì)磁磁設(shè)設(shè)備備運(yùn)運(yùn)行行狀狀況況完完好好做PSS試驗(yàn)驗(yàn)用用的的勵(lì)勵(lì)磁磁調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)軟軟件件準(zhǔn)準(zhǔn)備備完完畢畢被試試機(jī)機(jī)組組調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能正正常常有關(guān)關(guān)保保護(hù)護(hù)退退出出，，防防止止誤誤動(dòng)動(dòng)過(guò)欠欠勵(lì)勵(lì)限限制制退退出出檢查查PSS噪聲聲加加入入通通道道在參參數(shù)數(shù)窗窗中中修修改改噪噪聲聲系系數(shù)數(shù)，，用用干干電電池池在在噪噪聲聲加加入入通通道道加加時(shí)時(shí)斷斷時(shí)時(shí)續(xù)續(xù)的的電電壓壓，，信信息息窗窗噪噪聲聲給給定定處處若若顯顯示示一一定定數(shù)數(shù)值值，，并并且且電電壓壓給給定定亦亦有有微微小小變變動(dòng)動(dòng)，，說(shuō)說(shuō)明明此此通通道道正正常常。。如有有條條件件，，在在靜靜態(tài)態(tài)試試驗(yàn)驗(yàn)或或空空載載試試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)時(shí)最最好好測(cè)測(cè)試試此此通通道道是是否否正正常常。。若若在在負(fù)負(fù)載載情情況況下下測(cè)測(cè)試試，，只只能能測(cè)測(cè)試試從從套套裝裝置置。。試驗(yàn)驗(yàn)所所需需的的儀儀器器儀儀表表準(zhǔn)準(zhǔn)備備波形形記記錄錄儀儀頻譜譜分分析析儀儀或或動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)信信號(hào)號(hào)分分析析儀儀一一臺(tái)臺(tái)較精精確確的的指指針針型型有有效效值值電電壓壓表表低延遲時(shí)間間交流電壓壓變送器其他試驗(yàn)過(guò)過(guò)程中需要要的設(shè)備、、儀器儀表表測(cè)量被試機(jī)機(jī)組勵(lì)磁系系統(tǒng)的滯后后特性即無(wú)無(wú)補(bǔ)償?shù)南嘞囝l特性無(wú)補(bǔ)償頻率率特性即勵(lì)勵(lì)磁控制系系統(tǒng)滯后特特性，為自自動(dòng)電壓調(diào)調(diào)節(jié)器中PSS輸入點(diǎn)到發(fā)發(fā)電機(jī)端電電壓的相頻頻特性。在噪聲通道道加噪聲電電壓，并調(diào)調(diào)整電壓幅幅值,觀察察B套信息窗中中的噪聲給給定（noise-value）應(yīng)有所變化化。（注意：第一一次送入時(shí)時(shí)可能有靜靜電，所以以要先相互互短接，再再對(duì)地短接接放電。）調(diào)整噪聲可通過(guò)調(diào)整整噪聲系數(shù)數(shù)或加入的的噪聲大小小來(lái)調(diào)整噪噪聲給定值值。噪聲給定值值應(yīng)該讀取取噪聲信號(hào)號(hào)顯示的最最大值，一一般達(dá)到1-2即可可，不要大大于2.5V。試加信號(hào)頻譜輸入信信號(hào)調(diào)為零零，作A/B套切換試驗(yàn)驗(yàn),在B套為主逐漸漸增大測(cè)量量輸入，觀觀察發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子電壓壓波動(dòng)情況況。注意：此時(shí)時(shí)監(jiān)控“運(yùn)運(yùn)行”、““調(diào)試”按按鈕，如果果轉(zhuǎn)子電壓壓波動(dòng)過(guò)大大，切換到到運(yùn)行狀態(tài)態(tài)(或者迅速切切換至A套)。測(cè)試發(fā)電機(jī)機(jī)相頻特性性在機(jī)端電壓壓擺動(dòng)在±±1％左右右的情況下下，通過(guò)PSS噪聲加入點(diǎn)點(diǎn)（AVR電壓疊加點(diǎn)點(diǎn)）迭加不不同頻率的的小干擾信信號(hào)（白噪噪聲），用用動(dòng)態(tài)信號(hào)號(hào)分析儀測(cè)測(cè)量發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓對(duì)對(duì)AVR電壓疊加點(diǎn)點(diǎn)的相頻特特性即勵(lì)磁磁系統(tǒng)滯后后特性。記錄數(shù)據(jù)勵(lì)磁電壓有有伏波動(dòng)范圍圍機(jī)端電壓擺擺動(dòng)%參考相頻特特性曲線PSS參數(shù)整定計(jì)計(jì)算完成掃頻后后，等待電電科院整定定計(jì)算PSS環(huán)節(jié)超前滯滯后參數(shù)。。根據(jù)上面面測(cè)量（掃掃頻）的結(jié)結(jié)果，計(jì)算算被試機(jī)組組PSS的補(bǔ)償參數(shù)數(shù)（T1、T2、T3、、T4）并換算為勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器所用碼值值并通過(guò)工工控機(jī)輸入入調(diào)節(jié)器，，并將噪聲聲系數(shù)更改改為0。校核相位補(bǔ)補(bǔ)償特性有補(bǔ)償頻率率特性由無(wú)無(wú)補(bǔ)償頻率率特性與PSS單元相頻特特性相加得得到，其應(yīng)應(yīng)有較寬的的頻帶，在在該電力系系統(tǒng)低頻振振蕩區(qū)內(nèi)使使PSS輸出的力矩矩向量對(duì)應(yīng)應(yīng)Δω軸在超前10o～滯后45o以內(nèi)，并使使本機(jī)振蕩蕩頻率力矩矩對(duì)應(yīng)Δω軸在0o～滯后30o之間。校核相位補(bǔ)補(bǔ)償特性根據(jù)PSS模型中傳遞遞函數(shù)(圖圖1)和上上述PSS參數(shù)，通過(guò)過(guò)計(jì)算校核核被試機(jī)組組勵(lì)磁系統(tǒng)統(tǒng)有補(bǔ)償?shù)牡南囝l特性性。校核結(jié)結(jié)果必須基基本滿足要要求。臨界增益測(cè)測(cè)試將一個(gè)較小小的增益放放大倍數(shù)輸輸入B套調(diào)節(jié)器PSS參數(shù)窗。手動(dòng)按鈕投投入“PSS投入”，觀觀察B套有無(wú)異常常。（注意意：若有任任何異常情情況，立即即退出PSS，或者切換至至A套。）臨界增益測(cè)測(cè)試若無(wú)任何異異常，逐漸漸增加PSS的增益Kpss（（注意：每次次更改Kpss之前將PSS退出，更改改后再投入入PSS，如此反復(fù)）），直到發(fā)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁電壓出現(xiàn)現(xiàn)輕微持續(xù)續(xù)的振蕩為為止，此時(shí)時(shí)的增益Kpss即為PSS的臨界增益益。整定臨界增增益測(cè)得臨界增增益值為p.u.實(shí)際整定值值為p.u.注：根據(jù)DL/T650-1998，PSS增益實(shí)際整整定值一般般為臨界增增益的1/3～1/5。PSS的投、切試試驗(yàn)投入PSS和切除PSS，觀察被試機(jī)機(jī)組有關(guān)各各量應(yīng)無(wú)擾擾動(dòng)。注意：當(dāng)試試機(jī)組出現(xiàn)現(xiàn)不正常情情況時(shí)快速速將該機(jī)組組的勵(lì)磁調(diào)調(diào)節(jié)器切換換至另一通通道（未投投入PSS）運(yùn)行。試驗(yàn)過(guò)程中中若出現(xiàn)機(jī)機(jī)組或系統(tǒng)統(tǒng)某一線路路跳閘或其其它事故，，應(yīng)立即停停止試驗(yàn)，，并根據(jù)事事故情況迅迅速按運(yùn)行行規(guī)程規(guī)定定及時(shí)進(jìn)行行處理。不投PSS進(jìn)行電壓階階躍試驗(yàn)發(fā)電機(jī)電壓壓給定階躍躍±1％-±5％，，記錄發(fā)電電機(jī)有功功功率波動(dòng)情情況，以了了解本機(jī)振振蕩特性。。在滿足錄波波裝置靈敏敏度要求的的前提下，，階躍量可可盡量取小小些。將這些電壓壓階躍響應(yīng)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)結(jié)果進(jìn)行錄錄波，以備備和投入PSS的情況下做做對(duì)比，觀觀察PSS對(duì)抑制有功功振蕩的效效果。錄波，得到到機(jī)組振蕩蕩頻率為。不投入PSS的參考波形形投PSS情況下的電電壓階躍試試驗(yàn)先投入主套套PSS，從套暫不投投入。在投入PSS情況下，做做±1%UFN機(jī)端電壓階階躍響應(yīng)試試驗(yàn)。在做PSS的電壓階躍躍試驗(yàn)的時(shí)時(shí)候若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有任何問(wèn)問(wèn)題，即可可迅速切至至從套，避避免發(fā)生嚴(yán)嚴(yán)重問(wèn)題。。在試驗(yàn)過(guò)過(guò)程中注意意無(wú)功波動(dòng)動(dòng)范圍。若無(wú)問(wèn)題，可可根據(jù)情況做做±2%UFN機(jī)端電壓階躍躍響應(yīng)試驗(yàn)。。檢查PSS效果錄波分析有功功的振蕩情況況。并根據(jù)中試所所實(shí)驗(yàn)人員的的意見(jiàn)調(diào)整PSS環(huán)節(jié)有關(guān)參數(shù)數(shù)，重復(fù)上述述試驗(yàn)。錄波分析無(wú)功功、有功振蕩蕩情況，重點(diǎn)點(diǎn)檢驗(yàn)有功振振蕩情況，檢檢驗(yàn)PSS抑制振蕩的效效果。投入PSS的參考波形確定PSS參數(shù)最后確定PSS環(huán)節(jié)整定參數(shù)數(shù)。觀察投入PSS后對(duì)增加機(jī)組組阻尼，抑制制有功低頻振振蕩的效果，，效果是否明明顯。阻尼比阻尼比表示控控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)品質(zhì)的一個(gè)個(gè)量，可通過(guò)過(guò)階躍擾動(dòng)試試驗(yàn)測(cè)出?？梢杂孟旅婀接?jì)算：ζ≈計(jì)算阻尼比的的擾動(dòng)響應(yīng)曲曲線PSS評(píng)測(cè)PSS投入情況有功波動(dòng)峰值震蕩次數(shù)震蕩頻率阻尼比不投PSS投入PSS反調(diào)投入PSS，按最快的有功功功率變化速速度調(diào)節(jié)機(jī)組組出力變化10％或更多多，在增、減減負(fù)荷過(guò)程觀觀察無(wú)功功率率的變化。觀察調(diào)節(jié)有功功功率時(shí)的““反調(diào)”作用用。應(yīng)無(wú)大變變化才說(shuō)明PSS效果好。太原12#機(jī)機(jī)組無(wú)PSS時(shí)2%電壓階階躍響應(yīng)試驗(yàn)驗(yàn)曲線太原12#