电力系统稳定控制 百科内容来自于: 百度百科

电力系统稳定控制pps就是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术它在励磁电压调节器中引入领先于轴速度的附加信号产生一个正阻尼转矩去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用用于提高电力系统阻尼解决低频振荡问题是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一它抽取与此振荡有关的信号如发电机有功功率转速或频率加以处理产生的附加信号加到励磁调节器中使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩

基本信息

电力系统在正常运行时经受干扰而不发生非同步运行频率崩溃和电压崩溃的能力这种抗干扰的能力是电力系统保证正常运行必须具备的从狭义的观点看电力系统稳定单指不发生非同步运行不管电力系统中联接多少台发电机,联网地域有多大(全省跨省区跨国家)都要求在经受干扰时所有交流同步发电机保持同步运行从广义的观点看电力系统稳定研究的范围还包括电力系统稳定破坏后电力系统进入非同步运行状态而后在满足一定条件下再同步成功又恢复同步运行的全过程电力系统的这种能力称为综合稳定为了便于应用现代数学方法和计算工具进行电力系统的计算分析和在实际运行中更确切地检验电力系统稳定运行的水平并采取提高稳定的措施把电力系统稳定分为静态稳定暂态稳定和动态稳定三类

暂态稳定

电力系统受到大干扰后各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来运行方式的能力通常指保持第一或第二个振荡周期不失步暂态稳定的判据是电力系统遭受每一次大扰动如短路切除故障切除线路切机等后引起电力系统机组之间的相对功角 增大在经过第一个最大值后作同步的衰减振荡系统中枢点电压逐步恢复暂态稳定计算分析的目的是在规定运行方式和故障形态下对系统稳定性进行校验并对继电保护和自动装置以及各种措施提出相应的要求
暂态分析计算普遍应用时域模拟方法即列出电力系统包括各元件在内的数学模型表现为对时间的微分方程再采用数值解法求出各状态量的时间特性然后根据暂态稳定判据进行分析这种方法对于大型多机电力系统来说所需的计算工作量很大即使应用现代大型计算机仍然耗费机时较多80年代以来正在发展以李雅普诺夫直接法为基础的暂态能量函数的方法来直接分析电力系统暂态稳定性这种方法不仅能快速给出是否稳定的判断并能给出稳定度的数量指标

提高暂态稳定的措施

①用快速保护和快速断路器把故障切除时间减少到0.1~0.15秒之内
②将故障限制在故障区段内
③用自动重合闸尽快恢复网络结构
④自动切除水轮发电机组和快速关上汽轮机的汽门以减少加速能量
⑤采用线路故障联动切机或切除其他线路以防止连锁反应而扩大事故
⑥采用电气制动和控制补偿设备
⑦控制负荷功率如炼铝厂切除部分负荷以及控制直流线路的功率等

动态稳定

电力系统受到小干扰或大干扰后在自动调节和控制装置的作用下保持长过程的运行稳定性的能力动态稳定计算分析的方法有两种①在小干扰下可采用特征值分析的方法如同静态稳定只是增加调节系统的微分方程式多机电力系统由于方程阶次高还可推导出特征向量以判断应对哪台机哪个环节采取何种措施②数值解的方法如同暂态稳定同样是增加调节系统的微分方程数值解法用隐式积分法梯形法简单迭代法对于大干扰的动态稳定的故障形态和地点选择与暂态稳定相同;对于小干扰的动态稳定,可以在某些稳定较弱的节点上,加一个很大的阻抗然后进行数值解若得到功角摇摆是增幅振荡或非周期扩散则是不稳定在小干扰的条件下特征值分析法和数值解法两种计算结果可以互相对照

提高动态稳定的措施

①对于网络结构不合理的系统应增加线路回路数发电机接入高压主网以增强系统联系
②对于网络结构一定的情况下合理配置电力系统稳定器改善大型发电机快速励磁调节系统的参数和特性
③控制直流线路的功率以提高并列运行的交流线路的动态稳定性等

电网PSS试验情况

1.励磁控制系统滞后特性的测量
励磁控制系统滞后特性即无补偿频率特性因励磁控制系统滞后特性的存在加到励磁调节器的附加信号经滞后才能产生附加力矩测量励磁控制系统滞后特性应测量附加力矩对PSS迭加点的滞后角度由于附加力矩无法测量实际上是测量机端电压对PSS迭加点的滞后角度因为在发电机高功率因数运行时机端电压对PSS迭加点的滞后角度近似等于附加力矩对PSS迭加点的滞后角度
由试验可见
(1)励磁控制系统滞后特性基本分为两种自并励系统(约-40°~90°)励磁机励磁系统(约-40°~-150°)
(2)同一频率角度范围表示同一发电机励磁系统在不同的系统工况和发电机工况下有不同的滞后角度从几度到十几度其中也包含了测量误差
(3)温州电厂与台州电厂虽采用同一励磁控制系统因转子电压反馈和调节器放大倍数不同励磁系统滞后特性发生明显变化
(4)励磁调节器的PSS迭加点位置不同励磁控制系统滞后特性也不同
2.有补偿频率特性的测量
有补偿频率特性由无补偿频率特性与PSS单元相频特性相加得到用来反映经PSS相位补偿后的附加力矩相位DL/T650-1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件提山有补偿频率特性在该电力系统低频振荡区内要满足-80°~-135°的要求此角度以机械功率方向为零度根据试验的方便情况可采用两种方法(1)断开PSS信号输入端在PSS输入端加噪声信号测量机端电压相对PSS输入信号的相角(2)PSS环节的相角加上励磁控制系统滞后相角
由试验可见
(1)通过调整PSS参数可以使有补偿频率特性在较宽的频率范围内满足要求
(2)ALSTHOM机组PSS低频段相位补偿特性未能满足要求
(3)北仑电厂1号机PSS在小于04Hz范围增大隔直环节时间常数使之低频段有良好的相位补偿特性而且提升放大倍数(02Hz处提高176倍)
3.PSS放大倍数和输出限幅
PSS放大倍数都以标幺值表示输入值按PSS信号是哪一种取机组额定有功功率额定转速或额定频率为基值输出值以PSS迭加点额定机端电压为基值当PSS迭加点与电压迭加点不一致时要按低频振荡频率下的环节放大倍数折算额定机端电压值因PSS中的超前滞后环节影响放大倍数本文以1Hz下的放大倍数进行比较.
4.PSS开环频率特性
开环频率特性用于测量增益裕量及相角裕量判断闭环控制系统的稳定性判断PSS放大倍数是否适当可在PSS输入端或PSS输出端解开闭环进行测量由表5可见除台州电厂78号机和北仑电厂2号机以外开环频率特性的增益裕量及相角裕量均符合DL/T650-1998标准的要求增益裕量大于6dB相角裕量大于40°
5.负载电压给定阶跃响应
负载电压给定阶跃响应作为为验证试验项目可以直接观察PSS投入引起地区内与本机有关振荡模式阻尼比的提高从表6中可见振荡频率均在118Hz以上阶跃响应不能检验区域间与本机有关振荡模式阻尼比的提高试验结果表明以上机组PSS的作用均有效有的机组对负载电压阶跃反映迟钝以至难以测量这可能是调节器的一些环节滤去了阶跃信号中的高频分量也可能是在试验工况下系统组尼比较大

相关看法

1关于相位补偿的频率范闹
DL/T650-1998大型汽轮发机自并励静止励磁系统技术条仆提出了PSS应满足该机各振荡模式下的相位补偿要求其振荡频率一般在02Hz~20Hz范围内相位补偿可按分析计算得出该系统振荡模式的实际频率范围设计也可按02Hz~20Hz频率范围设计后者因频带宽不易在全范围满足要求如果有一定的经验也可以经初步分析后进行现场试验整定以上所列浙江电网PSS整定I作均为不依靠系统计算分析仅由现场试验整定除ALSTHOM机组PSS因没有可调整点无法扩大相位补偿的频率范围之外其它机组在05Hz~16Hz内满足-60°~-135°有补偿频率特性的要求这里要指出在DL/T6501998发布之前采用有补偿频率特性-60°~-135°的要求DL/T650-1998提出了有补偿频率特性-80°~-135°的要求
ALSTHOM机组PSS的相位补偿仅满足075Hz以上低频振荡范围的要求其原因是PSS仅设计一个隔直环节没有超前滞后环节建议(1)对电力系统进行小干扰稳定性分析后判断ALSTHOM机组PSS是否需要重新设计
(2)应在供货前提供励磁系统数学模型参数得到确认后再发货
现场试验整定的条件为励磁调节器可以进行励磁系统滞后特性的测量即可以在PSS迭加点加入测量川的噪声信号但有些微机励磁调节器做不到对此DL/T650-1998柄准中明确要求励磁调节器应具备测量励磁控制系统滞后特性的功能将PSS计算分析得到不同运行方式利事故状况下的励磁系统滞后特性结合现场试验实测励磁系统滞后特性从而合理而准确地整定PSS参数
2关于振荡模式的分析
通过振荡模式的分析了解各振荡模式的振频和阻尼比
PSS首先应保证在大小运行方式下阻尼比均满足要求于是要分析无PSS时大小运行方式下的阻尼比确定必须投入PSS的电厂和机组电力系统故障以后阻尼往往被削弱所以要进行故障预测和故障后动态稳定性分析以判断在故障情况FPSS是否仍可为系统动态稳定提供足够的正阻尼如存在问题需进行进一步研究各振荡模式的振频应包括在PSS频带范围内由于振荡模式分析需要电力系统和励磁系统的参数需要运行状态和分析经验的积累建议在开展分析工作的同时不失时机地通过现场试验将大型汽轮发电机组PSS投入运通过投入试验来验证和改进分析工作用计算分析来指导和简化PSS投入试验
3关于PSS放人倍数
PSS放大倍数可按临界放大倍数的1/3~1/5整定浙江电网PSS试验均采用测量开环频率特性稳定裕量的方法测量调整PSS放大倍数其原因有三个一是测量开环频率特性稳定裕量采用加白噪声到励磁系统的方法试验简单且对发电机的扰动较小试验安全二二是有的装置PSS放大倍数调整困难临界放大倍数不易达到三是有的装置PSS放大倍数做死了没法调整在已进行的9处PSS试验中只有台州电厂78号机ALSTHOM机组的增益裕量和相角裕量都小于标准规定值说明采用测量开环频率特性稳定裕量的方法来测量调整PSS放大倍数是可行的台州电厂78号机ALSTHOM机组的增益裕量和相角裕量小于标准规定值但是其PSS放大倍数却只有027和048在9台机的PSS放大倍数中偏小北仑电厂1号机PSS计入PSS迭加点到励磁电压的放大倍数后从PSS信号输入点到励磁电压的总放大倍数看与稳定裕量的关系是明确的.台州电厂78号机和北仑电厂2号机总放大倍数人于其它机组一倍以上它们的稳定裕量明显低于其它机组台州电厂5号机组和温州电厂12号机组有着相近的总放大倍数但是它们的稳定裕量有差别这说明放大倍数与机组在系统中的位置有关放大倍数需要由试验或计算的稳定裕量来决定
对一些原动机稳定性不是很好平时有功功率就有波动的机组若PSS仅采用有功功率信号会增加机组有功功率的波动因为仅采用有功功率信号的PSS有反调作用对此首先应减小原动机的扰动其次PSS取较小的放大倍数
4关于PSS输出限幅
放大倍数大PSS输出就容易限幅比如取有功功率为信号的PSS放大倍数为1输出限幅为5%当有功功率波动大于5%就限幅即使有功功率波动人到无穷PSS输出只使基波幅值增加到5%的127倍一般认为PSS输出限幅可以按5%~10%考虑
不同的振荡模式和强度对系统的破坏是不同的故障发生可能伴随几种振荡模式限幅是不加区别的削弱PSS信号对各种振荡模式的控制智能式的PSS有可能判别严重后果的振荡模式并加大对其的控制力度
5核实振荡模式分析结果可以通过励磁系统加入阶跃信号给系统一个激励分析该响应得到与本机有关的振荡模式从而核实振荡模式计算分析结果
6制订PSS整定计算规范和现场试验大纲
上述问题涉及PSS计算分析研究浙江省电力试验研究所早年进行过振荡模式的分析(小干扰稳定性分析)和PSS参数设计但未与PSS现场投运结合起来希望滚动地进行振荡模式的分析相应制订协调一致的PSS整定计算规范和现场试验大纲1999年6月全国电力系统励磁研讨会也提出了这个要求
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- 来自原声例句
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