维普资讯 http://www.cqvip.com 区域电网扰动试验中ＰＳＳ阻尼效果分析 李文锋 （中国电力科学研究院系统所，北京 １０００８５） 摘 要：通过西北电网扰动试验振荡波形的对比，分析了电力系统稳定器（ＰＳＳ）可达到增加系统阻尼、抑制电网 低频振荡的效果。结果表明，基于现场删试的相位补偿法配置ＰＳＳ，对大区振荡模式和本地振荡模式都能提供良 好的正阻尼。该方法具有较好的适应性和鲁棒性。 关键词：电网；扰动试验；ＰＳＳ；参数配置方法；阻尼效果；鲁棒性 中图分类号：ＴＭ７６２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—０００９（２００７）０７—００２１—０３ 项目包括励磁系统频率特性的测量、ＰＳＳ￣ｂ偿特性 ０ 引言 采用电力系统稳定器（ＰＳＳ）是提高大区互联系 的确定和增益的整定、限幅值整定、保护值整定、投 切值整定及ＰＳＳ阻尼功率振荡效果的检查等内容 在线无补偿频率响应特性是指发电机并网、 ＰＳＳ没有投人的条件下，由ＰＳＳ的附加控制产生的发 电机电气力矩变化ＸｑＰＳＳ输出信号的频率响应特 统动态稳定性的基本方法ｌｌ】。其对本机振荡模式的 阻尼效果，可以通过发电机励磁控制系统阶跃、投切 一回出线等扰动，比较容易实现。但上述试验及扰 区振荡模式的阻尼效果不容易得到试验验证Ｉ２－５１。 西北电网及中国电科院于２００７年４月１８至１９日 性。测量时应使发电机尽可能带额定有功运行，功率 因素尽可能高。 动，不容易激发明显的大区功率振荡模式．ＰＳＳ对大 测量用频谱仪来完成，一次测得０．１～２．０ Ｈｚ频段 内的频率响应特性。 根据测量所得的无补偿频率响应特性，通过调 进行了扰动试验，试验包括西电东送９５０ ＭＷ方式与 东电西送８００ ＭＷ方式，采用切一回陕甘断面联络 整以电功率为输人信号的ＰＳＳ参数，满足Ｔ程要求 的有补偿相频特性。根据对频带要求的不同，取为： 频带要求为０．５～２．０ ＨｚＨ，￣，为一６０～１２０。：频带要求 为０．１～２．０ Ｈｚ时，为一５０～１２０。。电力系统稳定器的 线，切送端系统一台机，单瞬故障等３种试验形式，成 功地激发出明显的大区振荡模式，验证了ＰＳＳ￣Ｈ 系统阻尼、抑制电网低频振荡的效果，为准确掌握西 北电网东西断面的输电能力提供了依据。 以扰动试验的录波数据为基础，分析了ＰＳＳ在 不同运行方式、不同故障类型下的阻尼效果 分析结 果验证了采用基于现场测量的相位补偿方法配置 增益一般取为临界增益的１／５～１／３。 ２ ＰＳＳ￣，１联络线功率振荡的阻尼作用 ２ １ 西北电网大区振荡模式简述 ＰＳＳ参数方法的有效性 西北电网的大区振荡模式是指以陕西机群相对 １ ＰＳＳ的参数配置 。 西北电网的ＰＳＳ参数选择采用“基于现场实测 甘青宁机群机组之间的振荡模式，该模式的阻尼特 性是影响陕甘断面联络线输电能力的主要因素之 —０ 的相位补偿法”，ＰＳＳ的参数确定通过在线试验完 成。在线试验是在发电机并网条件下进行的。其试验 收稿日期：２００７—１０—２８ 在西电东送与东电两送方式下，该大区振荡模 式的参与机组基本相同，主要包括：陕西的韩二、铜 作者简介：李文锋（１９７９一），男，硕士，工程师，从事发电机励磁及电力系统稳定研究工作。 毫两水力发电进层２ｔ 维普资讯 http://www.cqvip.com 嚣 ≥ ［－￣ｏｗｅｒ ０ ｓ｛ｅＨ 川Ｉ、蒲城、神华、榆林、安康、渭河、宝二、户二等机组， 青海、甘肃的玉门、李家峡、公伯峡、龙羊峡、张掖、平 凉等机组，宁夏的大坝、石嘴山二厂等机组。相位上， 陕西机组与甘肃、青海、宁夏机组相差１ ８０。左右，甘 肃、青海、宁夏机组同调。该振荡模式的模态图如图１ 所示。 。。 ｝；￣０１－００ ８．０． ）０４－０ ０．０ ２６（ 、０６４０ ０２ ０ ０４ ０ 裁三 图１ 陕西机群相对与甘青宁机群的振荡模式模态图 该振荡模式的振荡中心位于陕甘断面联络线上， 可以选取桃西线功率波动，考察不同扰动方式下陕西 机群相对与甘青宁机群的振荡模式的阻尼特性 ２．２ ＰＳＳ￣，－ｔ区域振荡模式的阻尼效果 以西电东送方式下３种故障情况为例，分析ＰＳＳ 对桃西线功率振荡阻尼的效果。 ①无故障跳眉雍线试验。图２为西电东送９５０ ＭＷ 跳眉雍线录波曲线。可以看出，在西电东送９５０ ＭＷ 方式下，无故障跳眉雍线后，桃西线功率增大１５０ ＭＷ 左右，振荡幅值１００ Ｍｗ左右。ＰＳＳ投入后，功率转移 量不变，第一摆摆动幅值变小，阻尼比提高０，０４，振 荡频率降低０．０２ Ｈｚ。ＰＳＳ阻尼效果比较明显。 ②切李家峡一台机试验。图３为西电东送９５０ ＭＷ 切李家峡厂一台机录波曲线。可以看出，在西电东 送９５０ ＭＷ方式下，切李家峡一台机后，桃西线功率 减４＂，５０ ＭＷ左右，振荡幅值３５ ＭＷ左右。ＰＳＳ投入前 后，功率转移量不变，第一摆摆动幅值不变，阻尼比 提高０．００６，振荡频率不变。切机后续摆动过程中， ＰＳＳ阻尼效果较为明显。 ③渭大线短路试验。图４为西电东送９５０ ＭＷ渭 大线单瞬扰动录波曲线。可以看出，在西电东送 ９５０ Ｍｗ方式下，渭大线Ｂ相短路后，桃西线功率振荡 幅值小于５０ ＭＷ。ＰＳＳ投入后，第一摆摆动幅值不 变，阻尼比提高０．０２８，系统振荡频率不变。ＰＳＳ阻尼 效果较为明显。 ２２电网水力发电进曩 时Ｉ＇￣Ｊ／ｓ 圈２西电东送９５０ Ｍｗ跳眉雍线录波曲线 时问／ｓ 图３西电东５￣９５０ ＭＷ切李家峡厂一台机录波曲线 时间／ｓ 图４西电东送９５０ ＭＷ渭大线单瞬扰动录波藏线 综合图２～４可知，对西电东送运行方式，３种不 同的扰动类型，ＰＳＳ对低频振荡均有较好阻尼作用。 ３ ＰＳＳ：￣－，Ｊ机组功率振荡的阻尼作用 根据现场试验结果，切送端机组、跳眉雍线试验 可以对系统造成较大的干扰。观察安康电厂、平凉电 厂、韩二电厂、渭河电厂有无ＰＳＳ情况下的发电机有 功功率波形，可以比较明显地看出ＰＳＳ对阻尼机组 维普资讯 http://www.cqvip.com ｒｌ。，Ｉ茹 ｉｇ§ ｇ 鬈 目■■■＿ｊ钙鬯 Ｓｖｓｔｅ￣飘 有功功率振荡的效果。以下以韩二电厂的振荡波形 为例说明 参 斟 ｍ瑚 韩二电厂位于陕西东部，该电厂机组对陕西一 甘青宁振荡模式参与因子较大，切机及跳眉雍线试 验时，发电机有功功率振荡以陕西一甘青宁振荡模 式为主（０．４ Ｈｚ）。 图５～７依次为３种情况下投入ＰＳＳ前后韩二电厂 发电机有功功率的振荡波形，可以看出ＰＳＳ在各种 故障类型下都能有效提供正阻尼。 图７东电西送８０ＯＭＷ方式跳屑雍线 韩二｛号发电机有功功奎ｆ｝｝ｊ线 ４ 结论 （１）基于现场测试的相位补偿法，使ＰＳＳ对频率 ０．１－２．０ Ｈｚ范围内的振荡提供阻尼作用，即可以为大 区和地区振荡模式提供合适的阻尼，能适应各种运 行方式变化 （２）已经配置的２３台机组的ＰＳＳ参数具有良好的 圈５西电东ｉ￣９５０ ＭＷ 式蹴扁囊鲮 韩二１号发电机翻功叻率蓝线 鲁棒性和有效性。对西北电网西电东送及东电西送 运行方式，不同的扰动类型，ＰＳＳ对联络线及发电机 功率振荡均有较好阻尼作用。 参考文献 ［１］朱方，汤涌．我国交流互联电网动态稳定性的研究 方．电力系统稳定器的原理及其应用［Ｍ］．北 及解决策略ＩＪ１．电网技术，２００４，２８（１５）：１－５． ［２］方思立，朱［３］刘Ｉ４１朱京：中国电力出版社，１９９６． 取．发电机励磁控制与电力系统稳定性［Ｍ］．中国电 方，赵红光．大区电网互联对电力系统动态稳定性的 力出版社．２００７． 影响［Ｊ］．中国电机工程学报．２００７，２７（１）：１—７． 圈６西电东送ｇ５ＯＭｗ方式切李家蚊…青 薛二１譬发电机有功功耷曲线 ［５］Ｐｒａｈａ Ｋｕｎｄｕｒ．电力系统稳定与控制［Ｍ］．翻译组译．中国 电力出版社．２００２． Ａ ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＰＳ Ｓ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓ ｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｔｅｓｔ ＬＩ Ｗｅｌｌ—ｆｅｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００８５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｔｅｓｔ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰＳＳ ｉｎ ｉｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｄａｍｐｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｌｏｗ－￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ＰＰＳ ｓｅｔｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｌｌ—ｓｉｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄａｍｐｉｎｇ ｔｏ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒ—ｒｅｇｉｏｎａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｏｎｅ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｐｒｏｖｅｓ ｔｏ ｂｅ ｂｏｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｔｅｓｔ；ＰＳＳ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；ｄａｍｐｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ；ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ 电网 承力发电进爱２３
