[發明專利]一種PSS相位補償環節時間常數計算方法

無效

• 申請號: 201210281778.5
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102801175A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 許其品;邵宜祥;鄧小君;袁亞洲
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及一種基于非線性最小二乘擬合的電力系統穩定器（PSS）相位補償環節時間常數的計算方法，屬于網源協調技術領域。

背景技術

近年來，隨著大規模電力系統的發展，以及快速勵磁系統的廣泛應用，導致系統阻尼不斷降低，同時電網中出現負阻尼或弱阻尼低頻振蕩現象，低頻振蕩現象的主要特點是自發性、模式多樣，其振蕩頻率通常在0.2～2.0Hz范圍內，當電網中發生低頻振蕩時，會危害整個電網系統的安全穩定運行，限制聯絡線輸送功率的能力，為了解決這一問題，只有增加各種振蕩模式的阻尼，才有可能減少或削弱低頻振蕩，提高電網系統的安全穩定性，而發電機勵磁系統中的電力系統穩定器（PSS）就是專門為增強低頻振蕩阻尼而設計的，尤其作為抑制發電機本機振蕩和分區機群間振蕩的主要手段，四種IEEE推薦的PSS模型如圖1-4所示，PSS模型的傳遞函數主要由放大環節、慣性環節、隔直環節、多階超前滯后環節構成，PSS參數整定試驗的目的最重要的就是PSS放大倍數（即幅值校正）和超前滯后環節時間常數（也稱為相位補償時間常數）的整定。PSS相位補償的要求為：在電力系統低頻振蕩頻率0.2～2.0Hz的范圍內，使發電機電磁轉矩向量對應Δω軸在超前10°到滯后30°以內，而相位補償時間常數設定的恰當與否，是決定PSS對于低頻振蕩是否具有最佳抑制功能的關鍵。

現有技術中PSS的相位補償環節時間常數的整定方法，主要基于如下原理，假定已知補償角為Φ，如果由兩級傳遞函數為的超前環節進行補償，每級補償Φ/2，根據超前環節基本公式可計算得出從而確定補償環節的時間常數，但是用上述方法得到的相位補償環節時間常數，工程實際中，需要進行微調，而且微調通常是在經驗值的基礎上進行的，一般通過試湊的方法對需補償的頻率-相位點擬合，以達到相位補償的要求，具有一定的盲目性、工作量大、效率低，很難兼顧到所有頻率下的相位補償要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中電力系統穩定器（PSS)的相位補償環節時間常數整定方法存在的不足，提供的基于非線性最小二乘擬合的PSS相位補償環節時間常數計算方法，原理明確、計算簡單、補償效果更好，且操作方便快捷，具有良好的應用前景。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種PSS相位補償環節時間常數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟（1），列出PSS應補償的頻率-相位二維采樣數據點集合其中fi為頻率，為相位；

步驟（2），根據PSS的相位補償環節傳遞函數相頻特性表達式，得出步驟（1）所述采樣數據點集合的曲線擬合函數所述曲線擬合函數中含有若干個待定時間常數，所述若干個待定時間常數與PSS的相位補償環節時間常數相一致；

步驟（3），編寫非線性最小二乘法擬合程序，所述非線性最小二乘法擬合程序的輸入包括采樣數據點集合和曲線擬合函數所述非線性最小二乘法擬合程序的輸出包括曲線擬合函數中含有的若干個待定時間常數；

步驟（4），將步驟（1）得到的采樣數據點集合和步驟（2）得到的曲線擬合函數代入步驟（3）所述非線性最小二乘法擬合程序，運行非線性最小二乘法擬合程序，計算得到曲線擬合函數中含有的若干個待定時間常數的值，得到PSS的相位補償環節時間常數，完成PSS的相位補償環節時間常數的計算。

前述的一種PSS相位補償環節時間常數計算方法，其特征在于，步驟（1）列出PSS應補償的頻率-相位二維采樣數據點集合包括以下步驟：

1）測試發電機組的在線無補償頻率響應特性，得到無補償頻率特性掃頻結果；

2）根據無補償頻率特性掃頻結果，得出PSS應補償的相位；

3）對PSS應補償的相位進行采樣取點，得到PSS應補償的頻率-相位二維采樣數據點集合

前述的一種PSS相位補償環節時間常數計算方法，其特征在于，步驟（3）所述非線性最小二乘擬合程序輸出還包括在同一坐標系下顯示采樣數據點集合和曲線擬合函數所描繪的曲線，得出補償效果。