PSS的原理及其对电力系统暂态稳定的影响

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1、2014年第5期上海电力PSS的原理及其对电力系统暂态稳定的影响周婕(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：研究了电力系统稳定器对动态稳定的影响，特别是对低频振荡的抑制作用。电力系统稳定器(PSS)是采用附加控制信号，通过励磁系统提供附加的正阻尼，以补偿系统的负阻尼，使系统总的阻尼为正值。在系统受到干扰后，由于电力系统稳定器的作用，系统能较快地恢复到稳定状态。．关键词：电力系统稳定器；低频振荡；阻尼中图分类号：TM721．1文献标志码：B中配置电力系统稳定器(PSS)，以克服快速控制0引言作用励磁所带来的负面效应——可能诱发机组产电力系统稳定器是现代

2、励磁控制系统中的一生振动，并推荐了被北美电网广为采用的两种传部分，主要用于提高电力系统的阻尼特性，抑制电递函数方框图及它们参数设定范围]。但是PSS力系统中存在的低频振荡。PSS可以有效的加强对暂态稳定发挥作用的大小，与它的参数整定、励电力系统的阻尼，增强电力系统的静态稳定和动磁控制系统调节特性、发电机参数、电厂在电网中态稳定，已经被大量的计算分析和运行经验所证的地位、电网结构、潮流、负荷、故障形态与地点等明。PSS在暂态稳定中的行为，特别是在复杂的因素有关，应该对具体问题具体分析。电力系统中对暂态稳定的影响，是人们非常关心1PSS的原理及作用的问题。在大量的电力

3、系统计算研究中，对PSS在机电暂态过程中的行为及其对系统暂态稳定的1．1PSS增强系统阻尼防止自发振荡作用进行的探讨表明，设计良好的电力系统稳定PSS是采取转速偏差(△)，频率偏差(Af)，器不但不会对暂态稳定造成不良影响，而且还可加速功率偏差(AP)，电功率偏差(AP)中的一个以在提高电力系统动态稳定的同时，改善电力系信号或几个信号(一般为两个)，作为AER的附统的暂态稳定性_1]。加输入，产生阻尼力矩，提高电力系统的稳定。励为了抑制低频振荡，提高电力系统的动态稳磁系统是迟后单元，它由励磁迟后角发电机定性，采用附加控制信号，通过励磁系统提供附加磁场回路迟后角构成

4、，经K闭环后，其总迟后的正阻尼，以补偿原来的负阻尼，使系统总的阻尼角0d0+，如图1所示。若用GEC(s)表示值为正。电力系统阻尼的加强不仅可以抑制联络△P／△的传递函数，则从图1可得：线功率的自发振荡，对于减小系统中由负荷波动GEC(S)一K2K5K3K(1+K3Tdos)(1+res)+K3K6K等引起的联络线功率波动也是有效的。这是因为如果负荷的振荡频率与系统某一振荡频率接近，(1)就可能将后一次的功率波动与前一次叠加，使振幅加大。阻尼愈弱，叠加效应愈显著，当系统负荷波动的某一频率与联络线振荡频率一致时，联络线的功率波动幅值与该振荡模的阻尼系数成反比。美国电

5、力电子工程协会在总结北美电网长期运行经验的基础上，于1990年发布标准IEEEStd．421．2，要求具有快速励磁控制作用励磁的每图1励磁控制系统传递函数一台并网运行发电机，都必须在其励磁控制系统由于GEC(s)的迟后作用，当K为负时，电一21—上海电力2014年第5期压调节产生负阻尼如下图2所示，由电压调节器果系统原有阻尼较强，例如一0．2，同样增加△产生的电磁转矩△T在△轴上的投影为负。=0．09，／S=0．29／0．2=1．45，功率振荡幅值下降就较小。因此，对于联络线功率波动较大，要求ss适当减小功率波动幅值时，对于阻尼弱的系统可K△6。AL首先考虑加强阻

6、尼，对于阻尼较强的系统，在首先01+02～q考虑较小功率波动的扰动量，加强监视，防止功率．△U△．波动的进一步扩大。(a)AVR产生负阻尼(b)Pss产生负阻尼1．3单机一无穷大电力系统中的PSS图2AVR及PSS产生的阻尼转矩单机一无穷大系统的电磁转矩包含同步转矩当PSS输入信号为时，为使PSS产生的分量和阻尼转矩分量，同步转矩与发电机转子角附加力矩与△同相位，PSS应有超前相角0a，0a度偏差△同相位，阻尼转矩与发电机转子转速一。但Q及Q均为∞的函数，要求在整个振偏差△∞同相位。如果同步转矩不足，将发生滑荡频率范围内保持一是不可能的，所以一般行失步；阻尼转矩不

7、足，将发生振荡失步。当系统设计略小于。当∞变化时，使△tPsS迟后△负荷较重时，系统的电磁转矩可能位于第四象限，轴O。～45。。在厂一0．2～2Hz范围内，△T所产如图3中的&Me，其阻尼转矩分量为负，系统将生的正阻尼大于由电压调节所产生的负阻尼，从发生低频振荡。设由PSS提供的附加转矩为而使AER提供正阻尼。&Me”，AMe与AMe”的矢量和AMe若在第一象PSS输入信号为△P或一△P。时，因为△P限，系统就具有正的同步转矩和阻尼转矩，低频振超前△0轴接近90。，因此PSS需要超前的角度为荡将被抑制L3]。0一一90。。对于快速励磁系统0<90。，这时凸∞-o朋

8、ePSS需