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摘要：本文分析了发电机PSS试验过程中功率振荡的原因及解决策略，总结了PSS现场试验流程及方法，验证了电力系统稳定器对解决电网低频振荡问题具有很好的效果。
关键词：发电机；PSS试验；功率振荡
引言
电力系统稳定器（pps）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。
一、案例介绍
某厂在做#1发电机PSS试验过程中，当时#1发电机有功维持满负荷118.84MW，无功34.24MVar，根据故障录波器显示，在将#1发电机无功功率调至3.3MVar约一分钟后发生功率振荡，振荡幅度约127.9MW，持续时间约4分多钟，振荡频率约1Hz左右，励磁调节器低励限制动作指示灯亮，机组降负荷增磁后，振荡迅速衰减。
二、原因分析
1、关于发电机低励限制曲线的分析
根据发电机进相运行控制原理，低励限制曲线是随着发电机端电压进行调整，即装置无功低励限制定值各点均乘以机端电压标幺值的平方重新确定限制曲线，低励限制动作时的机端电压为13.729kV，计算前、后限制曲线的各点如下：
通过图1录波得知低励限制动作时有功为118.84MW，无功为-1.425Mvar，根据当前有功118.84MW状态计算无功动作值为-1.37Mvar，试验时励磁调节器随机端电压变化调整，无功进一步下降为-1.425Mvar，励磁低励限制动作。调节器无功低励限制动作逻辑见图2。由上述可知，#1发电机低励限制动作正常。
2、关于无功闭环控制方式PID参数设置的分析
#1发电机励磁调节器的无功闭环调节PID参数，尤其是“电枢限制调节TLa”、“励磁限制调节增益” 以及“励磁限制调节时间”等参数（见图5）的设置对系统稳定尤为重要。目前电力系统的绝大多数电厂励磁调节器辅助环节PID参数都是采用设备厂家的经验参数，该经验参数在机组正常运行工况，发电机自身阻尼大的情况下，能有效起到相应的限制和稳定系统的作用。
经核实#1发电机励磁调节器：
（1）“电枢限制调节TLa”设置为0.33S，该参数位于传函的分子，具有微分效应，从机组振荡发展过程（见图3）波形来看，“电枢限制调节TLa”取值偏大，影响系统控制稳定；
（2）“励磁限制调节增益”装置取值为20，调节灵敏度较高，稳定性有所欠缺。从机组振荡发展过程（见图3）波形来看，“励磁限制调节增益”装置取值偏大，也影响了系统控制稳定；
（3）“励磁限制调节时间” 定值为2s，该参数位于传函的分母，具有积分效应，从机组振荡发展过程（见图3）波形来看，“励磁限制调节时间” 定值设定值偏小，对系统稳定控制也造成了一定影响。
图5中横坐标为频率的对数，纵坐标为放大倍数，图中前半部分放大倍数由大变小，其形状及幅值由参数Klim，Tb和Tc决定，后半部分放大倍数由小变大，其形状及幅值由Klim，TLa和Tc1决定。从图中可知，振荡时振荡频率为1Hz，对应图中横坐标为0，处于后半部分，此时对应的放大倍数主要由Klim，TLa和Tc1决定，调整Klim和Tla即可调整PID参数放大倍数。无功调节PID参数满足该试验工况稳定运行要求，必须调整无功调节PID参数放大倍数（调整Klim和Tla），并经现场试验检验校核，保证在试验工况时发生无功低励限制时发电机稳定运行，不发生振荡。
三、采取的措施
1．重新整定#1励磁调节器无功控制环PID参数，在试验前首先将定值“电枢限制调节TLa” 由当前值0.33降为0.1，将“励磁限制调节增益”由当前值20降为10，确保试验过程安全稳定（具体修改原因见附录一#1机组励磁系统无功低励仿真测试报告）。在机组并网进行参数微调，具体做法如下：
1）有功为并网初负荷，主控发减磁命令，降低发电机无功功率，停留在动作点上方并保留一定裕度，操作下、上阶跃，触发无功低励限制动作，观察限制动作后发电机运行的稳定性，如有异常，及时切换为手动通道。
2）有功为满负荷，主控发减磁命令，降低发电机无功功率，停留在动作点上方并保留一定裕度，操作下、上阶跃，触发无功低励限制动作，观察限制动作后发电机运行的稳定性。如有异常，及时切换为手动通道，通过以上试验最终确定实测参数。
综上所述，通过整定#1励磁调节器无功控制环PID参数，切实解决了试验过程中功率振荡的问题，同时也为同类型机组的PSS问题提供了借鉴，保证了电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 滕锦芬.PSS对电力系统动态稳定性的影响研究[J].大众科技.2011（02）
[2] 汪恭恒.PSS对电力系统暂态稳定的影响分析[J].青海大学学报（自然科学版）.2006（01）
论文作者:孟海军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/11
标签：发电机论文; 励磁论文; 参数论文; 调节器论文; 动作论文; 稳定论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第22期论文;