[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定方法及穩(wěn)定器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710168982.5
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101212142A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛承雄;陸繼明;周友斌;李小平;熊鴻滔;王丹;婁慧波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北省電力試驗研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/40
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定方法及穩(wěn)定器(Power?System?Stabilizer，PSS)。

背景技術(shù)

目前，公知的PSS結(jié)構(gòu)是由相位補償環(huán)節(jié)、附加勵磁放大倍數(shù)、復(fù)位環(huán)節(jié)、傳感器及輸入信號部分組成。引入一個或者兩個信號，通過勵磁系統(tǒng)去增加電力系統(tǒng)中發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩。常用PSS一般根據(jù)無阻尼的自然機械模式頻率jω_n或者由系統(tǒng)特征值分析得到的本機振蕩模式的復(fù)數(shù)頻率σ+jω進(jìn)行設(shè)計，因此PSS對設(shè)計頻率及其附近頻率的功率振蕩有著很好的抑制效果。

隨著區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)，電力系統(tǒng)中發(fā)電機參與的強相關(guān)振蕩模式可能會有兩個或兩個以上，為了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，要求PSS抑制低頻振蕩的范圍為0.1Hz～3Hz。常規(guī)PSS的相位補償部分由兩級或三級超前滯后環(huán)節(jié)組成，很難滿足要求，原因是：一方面三級超前滯后環(huán)節(jié)產(chǎn)生超前相位的極限為150°～160°，而電力系統(tǒng)中很多發(fā)電機滯后相位往往超過200°，無法進(jìn)行補償；另一方面兩到三級的超前滯后環(huán)節(jié)只有4～6個參數(shù)，很難在整個低頻振蕩范圍內(nèi)對發(fā)電機滯后相位進(jìn)行補償。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定方法，該方法能夠在0.1Hz～3Hz低頻振蕩范圍內(nèi)對發(fā)電機滯后相位進(jìn)行良好的補償；本發(fā)明還提供實現(xiàn)該方法的穩(wěn)定器。

本發(fā)明提供的電力系統(tǒng)穩(wěn)定方法，步驟如下：(I)對輸入信號濾波；(II)消除濾波后的輸入信號的直流分量；(III)采用相位補償傳遞函數(shù)對步驟(II)消除直流分量后的輸入信號進(jìn)行相位補償，得到相位補償輸出信號；(IV)對相位補償輸出信號限伏，輸出限伏結(jié)果，其特征在于，所述相位補償傳遞函數(shù)按照以下步驟確定：

(1)獲取發(fā)電機的相位特性；

(2)根據(jù)預(yù)定補償要求_r和相位特性計算補償相位特性_r；

(3)將補償相位特性_r作為目標(biāo)曲線進(jìn)行曲線擬合，得到一條最逼近于目標(biāo)曲線的相位補償曲線f(x)，根據(jù)相位補償曲線f(x)確定相位補償傳遞函數(shù)。

本發(fā)明提供的包括依次連接的濾波器、復(fù)位器、相位補償器和限伏器，其特征在于：所述相位補償器按照以下步驟確定相位補償傳遞函數(shù)：

(1)獲取發(fā)電機的相位特性；

(2)根據(jù)預(yù)定補償要求_n和相位特性計算補償相位特性_r；

(3)將補償相位特性_r作為目標(biāo)曲線進(jìn)行曲線擬合，得到一條最逼近于目標(biāo)曲線的相位補償曲線f(x)，根據(jù)相位補償曲線f(x)確定相位補償傳遞函數(shù)。

本發(fā)明采用分子分母均為多項式的原函數(shù)對目標(biāo)曲線進(jìn)行擬合，參數(shù)選擇自由度大，且容易確定，得到的相位補償傳遞函數(shù)能夠逼近所需補償曲線，從而在整個低頻振蕩范圍對發(fā)電機滯后相位進(jìn)行良好的補償。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的流程圖；

圖2為實施例擬合結(jié)果示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明電力系統(tǒng)穩(wěn)定器依次相連接的濾波器、復(fù)位器、相位補償器和限伏器。

濾波器對輸入信號進(jìn)行濾波，以消除輸入信號中的干擾，并濾除輸入信號中的低頻振蕩頻率以外信號。一般作為PSS輸入信號有：發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω、發(fā)電機功率Pe和加速功率Pa。濾波器分為兩種，當(dāng)輸入信號為轉(zhuǎn)速ω或電功率Pe時，濾波器傳遞函數(shù)為其中A₁，A₁為濾波器參數(shù)，A₁，A₁∈(0，0.5)。當(dāng)輸入信號為加速功率Pa時，濾波器的形式為其中T₈，T₉，M，N為濾波器參數(shù)，T₈，T₉∈(0.1，0.5)，M，N∈(1，5)，拉普拉斯變換因子s為復(fù)變量。

復(fù)位器用于消除濾波后的輸入信號中的直流分流，復(fù)位器的傳遞函數(shù)為T_ω為復(fù)位環(huán)節(jié)時間常數(shù)，T_ω取值范圍為(4，15)。

相位補償器對消除直流分量后的輸入信號進(jìn)行相位補償?shù)玫较辔谎a償環(huán)節(jié)輸出信號。