计算软件在机组PSS参数整定
水电机组电力系统稳定器(PSS)试验及参数整定
１ 引言
随着我国电力系统规模的持续扩大ꎬ特高压输电 线路持续建设ꎬ大容量火电、水电机组的不断并网发 电ꎬ国家电网已经成为世界上最典型的( 特) 超高压、 远距离、大容量、大规模分布式发电、交直流混合输电 的复杂电网ꎬ安全稳定问题变得日益复杂ꎮ 在这些复 杂的安全稳定问题中ꎬ电力系统低频振荡问题是影响 电力系统安全、稳定运行的最重要因素之一ꎮ 一旦电 力系统发生低频振荡ꎬ相关电气量( 功率、电压、电流 等) 将做周期 性 波 动ꎬ 如 果 没 有 采 取 有 效 措 施 来 抑 制 系统的低频振荡ꎬ将会导致电力系统的严重事故ꎬ造成 重大的损失ꎮ
２ 低频振荡产生机理
由上面的分析可知:当励磁系统调节不恰当时ꎬ有 可能产生负阻尼ꎮ 引发电力系统低频振荡的大致原因 主要有以下两点:
(１) 比例式 励 磁 调 节 器 采 集 信 号 较 单 一ꎬ 仅 反 应 发电机机端电压偏差来调节励磁ꎬ这样一来它强调了 励磁调节器的调压功能ꎬ而忽略了电力系统稳定器功 能ꎮ 如果要实现励磁系统的电力系统稳定器功能ꎬ励 磁调节器还应反应发电机的机械稳定状态进而进行励 磁调节ꎬ即还需要采集发电机的转速信号 Δω 或电磁 功率信号 － ΔＰｅꎮ
本文在论述低频振荡产生机理的同时ꎬ对广西某 水电站 １ 号机组开展了 ＰＳＳ 参数整定试验ꎬ试验结果 表明:整定 ＰＳＳ 参数的机组具有良好的抑制低频振荡 的效果ꎬ且没有产生反调现象ꎬ整定后的 ＰＳＳ 参数能够 满足相关技术标准的要求ꎬ提高了发电机的安全、稳定 运行能力ꎮ
景泰发电厂660MW发电机组电力系统稳定器(PSS)参数整定试验研究
１ 引 言
电 力 系 统 稳 定 器 （Ｓ ） Ｐ Ｓ 是现 代 励 磁 控 制 系 统 中 的一 部 分 ，主要 用 于提 高 电力系 统 的 阻尼 特 性 ，抑 制低 频 振 荡 ，改 善系 统 的静 态和 动 态 稳 定性 ，其 有 效性 己为大 量 的计 算 分析 和 运行 经 验所 证 明。大 唐 景泰 发 电 厂 的 ６ ０ Ｗ 机 组采 用 自并 励 快速 励 磁 系 ６Ｍ 统 ， 由于该 机组 联 网运 行 时对 系 统 的动 态 稳定 性 影
进行 了优化 。 根据无 Ｐ Ｓ时的励磁 系统频率响应特性试验结果对 Ｐ Ｓ的参数进行 了整定，并对整定后 的系统 Ｓ Ｓ 进行了负载阶跃和反调试验 。试验结果表 明，整定后的 Ｐ Ｓ Ｓ 参数有很 强的适应性，对 ０１ ． ｎ 的低频振 ． ～２Ｏｚ
荡有 很 好 的抑制作 用 ，具有 较好 的阻尼 效果 ，而且将 仿真 与现场 试验 相结合 的频 率 响应特 性分析 方 法的物理 概念清晰，是设置和优化微机励磁调节器参数的一种有效方法。 【 关键 词 】 励 磁 系统 频 率响应 电力 系统稳 定 器 （ Ｓ ） 参数整 定 Ｐ Ｓ
６
甘
肃
电
力
技
术
景 泰 发 电厂 ６ ０ Ｗ 电机 组 电力系 统 ６Ｍ发
稳 定 器 （Ｓ ） 数 整 定试 验 研 究 ＰＳ参
安亮亮 拜润卿 郑 伟 梅 姚
（ 肃 电力科 学研 究 院 甘 肃省 兰州市 ７ ０５ ） 甘 ３０ ０ 【 摘 要 】 用在 线频 率 响应分 析 方法对 大唐 景泰 发 电厂 ６ ０Ｗ发 电机励 磁 系统 的 电力 系统 稳定 器 （Ｓ ） ６Ｍ Ｐ Ｓ参数
上 述模 型原始 参数 为 ：Ｋ＝５０ ｓ ＝１０ ｓ ０ ，Ｋ ｌ ． ，Ｋ ２
电力系统稳定器PSS参数优化整定的研究
关键词：多机电力系统，低频振荡，遗传算法，免疫算法，混合遗传算 法，一体化优化配置
上海交通大学硕士学位论文
2
《电力系统稳定器(PSS)参数优化整定的研究》
STUDY ON THE OPTIMAL ALGORITHM OF PARAMETERS OF POWER SYSTEM STABILIZER
ABSTRACT
China nationwide power system is at its early stage. Due to weak connections between regional power systems, the damping of the whole system is weak, thus low frequency oscillations are easy to be detected. And this is a threat to the safety operating of the whole system. Currently, power system stabilizers (PSS) are widely used to suppress the low frequency oscillations. PSS is an attached equipment of excitation system, and it uses some signals which have something with oscillation to create some additional signals, and make the generator create an additional damping torque. This torque can add damping of mechanical mode of power system and supress low frequency oscillation, and improve small signal stability. Coordination design of PSS in multi machine power systems is a challenging task. It is very important to the stability of power system. Researchers all over the world show their interests on this point, and their research focus on using optimal algorithms to optimize parameters of PSS.
电力系统稳定器(PSS)现场整定试验办法
电力系统稳定器（P S S）现场整定试验方案1．试验目的：随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的采用，电力系统低频振荡的问题越来越突出，将系统中有关发电机的电力系统稳定器（PSS）投入可以明显改善系统的阻尼情况。
2．试验条件：2．1试验机组和励磁系统处于完好状态，调节器除PSS外所有附加限制和保护功能投入运行。
2．2 与试验2与试验有关的继电保护投入运行。
2．3调节器厂家技术人员确认设备符合试验要求。
2．4试验人员熟悉相关试验方法和仪器，检查试验仪器工作正常。
2．5试验时，发电机保持有功0.8pu以上,无功在0---0.2pu以下。
2．6同厂同母线其他机组PSS退出运行，机组AGC退出运行。
3．试验接线：3．1 将发电机PI三相电压信号，A、C两相1将发电机PI三相电压信号，A、C两相电流信号以及发电机转子电压信号接入WFLC录波仪，试验时记录发电机的电压，有功功率和转子电压信号，对于交流励磁系统，还应将励磁机电压信号接入WFLC录波仪。
3．2 将动态信号分析仪的白噪声信号接入调节器的TEST输将动态信号分析仪的白噪声信号接入调节器的TEST输入端子。
4．试验目的：4．1系统滞后特性测量PSS退出运行，在PSS输出信号迭加点（TEST端子）输入白噪声信号，从零逐步增加白噪声信号的电平至发电机无功功率及发电机机端电压有明显变化，用动态信号分析仪测量发电机电压对于PSS输出信号迭加点的相频特性既励磁系统滞后特性。
注意：试验端子开路有可能造成发电机强励或失磁，要保证在迭加的信号被屏蔽的情况下进行接线或拆线。
4．2PSS超前滞后参数整定根据励磁系统滞后特性和PSS的传递函数计算PSS相位补偿特性和PSS的参数。
4．3有补偿特性试验在PSS投入运行的情况下，在PSS的信号输入端输入白噪声信号，用动态信号分析仪测量发电机电压对于PSS信号输入点的相频特性，校验PSS补偿特性的正确性。
4．4PSS临界增益测量逐步增加PSS的增益，观察发电机转子电压和无功功率的波动情况，确定PSS的临界增益。
百万机组PSS参数整定试验方案
文件编号：DS-DW-2017-0034-01张家港沙洲电力有限公司3号机组励磁系统PSS参数整定试验方案江苏省电力试验研究院有限公司2017年6月15日文件编号：DS-DW-2017-0034-01审核：2017-07-12 14:32:25审阅：2017-07-12 12:07:48编制：2017-07-12 10:53:03目录1.概述 (4)2.试验目的................................................. 错误!未定义书签。
3.试验依据................................................. 错误!未定义书签。
4.试验时对运行方式的要求........................ 错误!未定义书签。
5.试验前应具备的条件............................... 错误!未定义书签。
6.试验项目及内容...................................... 错误!未定义书签。
7.试验分工及各方责任............................... 错误!未定义书签。
8.环境、职业健康安全风险因素辨识和控制措施错误!未定义书签。
9.主要试验设备.......................................... 错误!未定义书签。
1.概述根据大区电网之间实现联网要求和联网稳定计算表明，联网后系统中存在0.25Hz左右甚至更低频率的低频震荡。
因此，为保证电网安全，系统中的主要发电机组的励磁调节器应投入电力系统稳定器（PSS）。
PSS应对于0.2～2Hz之内的震荡都有抑制作用。
张家港沙洲电力有限公司3号机组，容量为1050MW，励磁系统形式为自并励励磁方式，励磁调节器为ABB公司生产的UNITROL6000型调节器。
该机组PSS 为PSS2B型，由发电机电功率以及转速作为输入信号，输出控制电压U至AVRPSs的电压相加点。
宁夏电网电力系统稳定器PSS参数整定及其对系统稳定性的影响
Ｏ． ９
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图 ４ 大扰 动动态失稳过程
３２ 改善动态稳定问题措施 ．
动态问题通常 与发 电机 的励磁 系统有关 １ ６为改 善系 ， 统动态稳定问题需 分析 网内主要机组励磁系统在扰动后的
针对 系统稳定问题的变化 ，本文首先基于 电网励磁 实 测模型分析大送 出方式时动态稳定问题的原 因 ，提 出该 网
ＰＳ Ｓ 参数整定的原则 ，以提高 系统在大送 出方式下 的动 态 稳定裕度 。 然后 以特定机组为例 ， 明 ＰＳ 说 Ｓ 参数 整定试验 的
方法。 最后 ， 仿真分析 Ｐ Ｓ 数整定后对系统大扰 动动态稳 Ｓ参 定和小干扰 动态稳定 的改善作用 ；并通过 系统 的扰动试 验 证明 Ｐ ￥整定的有效性 。宁夏 电网 Ｐ ￥ 数的整定 与验证 Ｓ Ｓ参
系紧密 ， 以在正常运行方式下无稳定问题。２ ０ 所 ０ ７年 ， 随银 北、 宁东地 区机组 的集 中投运 ， 电网运 行方式发生 变化 ： 一 方面宁夏 由电力受人省变 为具有 一定 的送 出能力 ，网 内的 主要 断面 ， 既西 北一 宁夏 、 银南—银ＪＩ银 川—银 北 断面的 ｉ、 潮流特点发生了变化 ； 另一方面 ， 电网的主要稳定 问题 也 由 原来大受入方式时的北部静态 电压稳定 问题变 为大送 出方
磁 电流进行调 节控制 。 根据励磁 电流产生方式 的不同 ， 励磁
系统可分为直 流励磁机系统 、交 流励 磁机 系统 和静止励磁 系统三类。 静止励磁系统 中， 发电机的励磁电源取 自发电机 本身的输 出电压和输出电流 ， 前者为 自并励系统 ， 后者为 自 复励系统… 。宁夏电 网以火 电机组 为主 ， 中 ３０ 其 ０ ＭＷ 以上
电力系统稳定器PSS放大倍数的整定
电 力 系 统 稳 定 器 PSS 通 过 自 动 励 磁 调 节 器 AVR , 对发电机励磁进行闭环控制 。任何闭环控 制系统 , 过大的放大倍数必然引起振荡 , 过小的 放大倍数则不能充分发挥控制系统的作用 , 不能 提供足够的阻尼来抑制低频振荡 。PSS 闭环系统 中存在两种类型振荡 : 发电机励磁系统电气振荡 和低频的机电振荡 。PSS 放大倍数增大对稳定的 影响可以通过根轨迹反映 (见图 1) , 箭头表示 PSS 放大倍数增大方向 。随 PSS 放大倍数增大根轨迹 移动 , 励磁系统电气振荡根轨迹曲线 A 趋向 jω 轴 , 趋向不稳定 。本机灵敏度最大的低频振荡根 轨迹曲线 B 离开 jω 轴 , 趋向稳定 。因此 PSS 放大
首先在单机对无穷大系统计算分析 。图 3 到 图 5 为不同 PSS 放大倍数的负载阶跃响应 , 图 3 到图 5 中左图为 P = 100 MW , Q = 8 Mvar , Vt = 1 pu , 联系电抗 XE = 0. 2 pu , 右图为 P = 100 MW , Q = 8 Mvar , Vt = 1pu , XE = 0. 4 pu 。图中上线为 励磁电压 , 下线为有功功率 。表 1 为相应的小干 扰分析结果 。由此可见 :
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浙江电力
2002 年第 6 期
机组时 , 取单机 PSS 放大倍数 。该试验方法的特 点是试验简单 、易行 、直观 , 不需要专用仪器 。 1. 2 PSS 开环频率特性增益裕量法和角度裕 量法
再次 , 计算了几种励磁系统在浙江电网和单 机对无穷大电网下负载电压阶跃情况 。采用的北 仑电厂 2 号 600 MW 汽轮发电机组和乌溪江电厂 5 号 100 MW 水轮发电机组和嘉兴电厂 2 号 300 MW 汽轮发电机 , 励磁系统分别为无刷励磁(不带调节
机组PSS参数整定及其抑制系统低频振荡的效果
集团 Ｓ一 ０ 型励磁调节器 的电力系统稳定器（ｓ） Ｊ ８０ Ｐｓ进行初步理论计算研究 的基础上 ， 过对其励磁 系统进 行在线无补偿频 率特 通 性的测量 ， 分别提 出了一组 Ｐｓ ｓ 参数 ， 并详细进行 了 Ｐｓ ｓ 电压阶跃响应试验 、 原动机功率突然改变时 的反调试验、 系统扰动试验 ， 结 果表明 ， 这两组参数可 以有效地阻尼系统低频振荡 ， 具有 良 的鲁棒性。大朝山电厂、 好 漫湾 电厂发电机组 Ｐｓ ｓ 投入运行后 ， 对保证 云南电网乃至南方 电网安全稳定运行起到了重要作用。
电
ＹＬＮ Ｉ ＮＡＮ Ｗ Ｉ ＥＲ ｌ 旺 Ｐ ９ １
第２ 期
机 组 Ｐ Ｓ 数 整 定 及 其 抑 制 系统 低 频 振 荡 的效 果 Ｓ参
赵 斌 ， 文云 ， 李 杨 强
（ 云南 电力调度中心， 云南 昆明 ６０１） ５０１ 摘 要： 在对云南大朝山水电厂机组 的 Ａ Ｂ Ｂ 公司 ｕ ｒ ｏ ０ 数字式励磁调节器的电力 系统稳定器（ ）漫湾电厂机组的南瑞 Ｎｒ Ｌ ００ Ｒ ５ ｍｓ 、
ｃ ｕ ｔｒｒｇ ｌｔ ｎｔｓ ｔｓｄ ｅ ｈ ｇ ｆ ｅｐｉ ｔｒ ｗ ｒａ ｄｔｅｓｓ ｍ ｉｔｒａ ｃ ｓ ． ｈ ｓ ａ ｄ ｓ ｄ － ｏ ｎ ｕ ａ ｏ ｔ ｕ ｄ ｎｃ ａ ｅｏ ｒ ｅ ｅ ｉ ｅ ａ ｎ ｈ ｔ ｍｅｍｏｏ ｅ ｙｔ ｄｓｕｂ ｅｔ ｔ Ｔ ｅｔ ｔ ｏ ｐ ｎ ｈ ｅ ｎ ｅ ｅ ｔ ｙｒ ｎ ｕ ｅ ｓｉ ｈ ｗ ｔａ ｅｔ ｏｓｔ ｏ ａａ ｔｒ Ｃ ｆ ｃｉｅｙｄ ｍｐｌｗ —ｆ ｑ ｅ ｃ ｓｉａ ｏ ｆｔｅ ｓｓｅ ａｄ ａｅｏ ｏｄ ｕｔ ｓｏ ｔｔ ｗ ｅ ｆｐ ｍｅｅ ａ ｅ ｅｔ ｌ ａ ｏ － ｒｕ ｎ ｙｏ ｃｌ ｔ ｎｏ ｙｔｍ ｒ ｆｇｏ ｓ ｈ ｈ ｓ ｒ ｓ ｎ ｖ ｅ ｌｉ ｈ ｎ
600MW火电机组电力系统稳定器_PSS_试验及参数整定
无补偿频率特性测量应注意以下三点。 （ １） 适当选择信 号 大 小 和 配 置Ａ／Ｄ变 比 ， 一 般 要求发电机电压波动控制在１％～２％ 的范围内。 （ ２） 信号必须从零开始缓慢增大， 防止冲击。 （ ３） 有时频谱仪输出和ＡＶＲ间易产生共模干扰， 使之无法得到光滑的频响曲线， 可以通过在频谱仪 输出和ＡＶＲ间串接入光电隔离器解决。 自并励励磁系统无补偿相频滞后较小， 一般 需要在低频段进行滞后补偿， 高频段进行超前补 偿， 如表２所示。 ３． ２ ＰＳＳ参数计算 根据测得的励磁系统无补偿频率特性即可配置 ＰＳＳ参数， 通过ＰＳＳ的补偿， 使得励磁系统有补偿频率 特性符合标准要求。ＰＳＳ环节的增益一般应满足： ＰＳＳ 环节交流增益在本机振荡频率达到０．２～０．３ ｐｕ。 机组ＰＳＳ整定参数如表３所示。 ３． ３ 机组补偿前后频率特性 从表２示出的机组补偿前后频率特性相频特 性上可看出： １．２ Ｈｚ时， ＰＳＳ基本无补偿； 小于１．２ Ｈｚ 时， 提供滞后补偿； 大于１．２ Ｈｚ时， 提供超前补偿。 在１．４６ Ｈｚ时， 有下凹点， 滞后角度最大， 为－ １１８°， 此点为本机振荡频率点。纵观０．２￣２ Ｈｚ频段内， 补 偿后相频特性靠近Δω轴， ＰＳＳ提供了较好的相频 补偿。图４较好地反映出补偿前后频率特性。 ３． ４ ＰＳＳ环节临界增益测试 试验时， 在选定的相位补偿参数下， 缓慢增大 ＰＳＳ环节的增益， 同时仔细观察励磁系统各可观测 量的变化。增加增益前， 应将ＰＳＳ退出， 增益增加完 成后， 经过１０ ｓ左右的时间， 在过渡过程结束后， 再 将ＰＳＳ投入。一旦出现不稳定现象， ＰＳＳ应立即退出 运行， 并停止增加增益。这时的ＰＳＳ增益即为最大
参数名 功率因数 Ｘｄ（非 饱 和） Ｘｄ＇（非 饱 和） Ｘｄ＂（非 饱 和） Ｘｑ（非 饱 和） Ｘｑ＇（非 饱 和） Ｘｑ＂（非 饱 和） 负序电抗 Ｘ２ 零序电抗 Ｘ０
机组PSS参数整定及其抑制系统低频振荡的效果
集团 "0 1 2%% 型励磁调节器的电力系统稳定器 （ !""） 进行初步理 论 计 算 研 究 的 基 础 上， 通过对其励磁系统进行在线无补偿频率特 并详细进行了 !"" 电压阶跃响应试验、 原动机功率突然改变时的反调试验、 系统扰动试验， 结 性的测量， 分别提出了一组 !"" 参数， 果表明， 这两组参数可以有效地阻尼系统低频振荡， 具有良好的鲁棒性。大朝山电厂、 漫 湾 电 厂 发 电 机 组 !"" 投 入 运 行 后， 对保证 云南电网乃至南方电网安全稳定运行起到了重要作用。 参数； 整定； 低频振荡 关键词：发电机组； !""； 中图分类号：,34&5 文献标识码：’ 文章编号：&%%# 1 67$& （ 5%%#） %5 1 %%7& 1 %#
第 55 卷 第5期
云南水力发电 @)**’* <’,E- !.<E-
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机组 !"" 参数整定及其抑制系统低频振荡的效果
赵 斌， 李文云， 杨 强
#$%%&&） （云南电力调度中心， 云南 昆明
摘
要：在对云南大朝山水电厂机组的 ’(( 公司 )*+,-./ $%%% 数字式励磁调节器的电力系统稳定器 （ !""） 、 漫湾电厂机组的南瑞
5%%$ 1 && 1 &4 ! 收稿日期： 万方数据 作者简介：赵 斌 （ &7#^ 1 ） ， 男， 四川三台人， 高级工程师， 主要从事电网稳定计算分析和无功电压网损管理工作。
2!Βιβλιοθήκη 云南水力发电!""$ 年第 ! 期
DCS控制系统PID参数的整定方法
DCS控制系统PID参数的整定方法PID参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
1. PID 常用口诀:参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低 4 比 1，一看二调多分析，调节质量不会低2.PID 控制器参数的工程整定,各种调节系统中 P.I.D 参数经验数据以下可参照：温度 T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力 P: P=30~70%,T=24~180s,液位 L: P=20~80%,T=60~300s,流量 L: P=40~100%,T=6~60s。
南埔电厂300MW机组双输入型PSS参数整定试验分析
1引言电力系统稳定器(简称PSS)作为辅助励磁控制系统,用于提高电力系统的阻尼,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。
它在自动励磁调节器输入端引入附加反馈!PE (或!")以提高发电机对功率(或转速)中的低频振荡分量的阻尼力矩,抑制低频振荡。
以往福建电网大型发电机组采用的PSS 都是以发电机有功功率作为输入信号的单输入型PSS （即PSS1A 型），在相应的分析计算中也仅涉及到单输入PSS 的情况。
南埔电厂300M W 机组是福建省机组中首次采用双输入型PSS （即PSS2A 型）。
通过仿真计算和现场参数整定试验，该机组PSS 取得了良好的实际应用效果。
2励磁系统及PSS 数学模型南埔电厂发电机组采用自并励励磁方式，励磁调节器为瑞士ABB 公司生产的Unitrol-5000型双微机励磁调节器。
该励磁调节器的PSS 通过软件实现，数学模型为IEEE PSS2A 型。
IEEE PSS2A 型的PSS 的输入信号为发电机的电磁功率信号P E 和转速偏差信号!"，经过隔直、滤波及相位补偿等环节后输出到励磁调节器的信号综合点，作为AVR 输入的一部分。
Unitrol-5000型励磁调节器及PSS 的传递函数框图如图1和图2所示。
南埔电厂300MW机组双输入型PSS 参数整定试验分析张健黄霆（福建省电力试验研究院，福建福州350007）摘要：根据南埔电厂300M W 机组励磁系统的数学模型和实际参数，计算选择了双输入加速功率型PSS 的参数，通过现场试验对该PSS 进行了参数整定，并对其抑制机组有功振荡的效果进行了验证。
关键词：励磁系统；电力系统稳定器（PSS ）；参数整定中图分类号：TM762.2+3文献标识码：B文章编号：1006-0170（2006）01-0014-03图1ABB U NITROL5000型励磁系统传递函数框图T R ———测量环节时间常数；K IR ———无功补偿因子；K I A ———有功补偿因子；K R ———调节器稳态增益；T B ———调节器第一滞后时间常数；T B ———调节器第二滞后时间常数；T ———调节器第一超前时间常数；T ———调节器第二超前时间常数；U +———VR 正输出顶值；U ———VR 负输出顶值；T ———整流器时间常数F UJIAN DIANLI YU DIANGONG第26卷第1期2006年3月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM福建电力与电工12C 1C2p A p -A s 14--图3补偿前后系统相频特性比较3试验前期的仿真计算现场试验前，通过仿真计算初步确定了PSS 的参数。
PID参数整定
PID参数整定PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成。
比例控制部分根据偏差的大小作出相应的控制动作，积分控制部分用于减小系统的稳态误差，微分控制部分则根据偏差变化率的大小作出控制。
首先要确定的是PID参数的调整顺序，一般按照P、PI、PID的顺序来进行整定。
接下来，可以采用试验法来进行整定，即通过对系统进行一系列的试验，根据试验结果来确定PID参数。
P参数是比例控制器的参数，它决定了控制器输出的比例关系。
P参数越大，控制器的输出对偏差的响应就越强，但是过大的P参数可能导致系统不稳定。
因此，可以从零开始逐渐增加P参数，观察系统响应的变化，找到合适的P参数值。
在整定P参数时，可以采用试验法或者经验法，根据试验结果或者经验来确定P参数的范围。
PI参数是比例和积分控制器的参数，它对系统的稳态性能有很大影响。
积分控制部分可以消除系统的稳态误差，但过大的积分时间常数可能导致系统的超调或振荡。
因此，可以根据试验结果或者经验来确定合适的PI参数。
另外，还可以通过现代控制理论中的根轨迹法和频域设计法来进行PID参数整定。
根轨迹法可以通过绘制根轨迹来确定参数的最佳范围。
频域设计法可以通过Bode图和Nyquist图等方法来进行参数整定。
这些方法可以结合实际系统的特点和性能指标来确定PID参数。
除了上述方法，还可以使用自适应控制方法来进行PID参数整定。
自适应控制方法可以根据系统的实时性能进行参数的自动调整，以达到最佳控制效果。
自适应控制方法有模型参考自适应控制和模型无关自适应控制等。
总结起来，PID参数整定是一个复杂的过程，需要根据实际系统的特点和性能要求选择合适的方法。
试验法、频域分析法、根轨迹法、频域设计法和自适应控制法等都可以用于PID参数整定，根据实际情况来选择最合适的方法，并通过多次试验和调整来得到最佳的PID参数。
基于PSS_E程序的PSS参数整定与校核系统
图 3 计算双通道 PSS相位补偿的框图
图 3和图 1的形式是类似的 ,利用式 ( 2) ,可 以采用和单通道 PSS类似的方法设计相位补偿参 数。 2. 2 P S S 运行增益的计算
合理设计 PSS的运行增益 Kp (双通道机组是 Ks1 ) ,不仅可以保证 PSS产生足够的阻尼转矩 ,而 且有利 于 提 高 机 组 的 暂 态 稳 定 性 。首 先 利 用 PSS / E程序计算 PSS的临界增益 [ 5 ] ,然后利用临 界增益计算出 PSS的运行增益 ,步骤简介如下 。
3 算例分析
3. 1 计算及验证目的 将前述方法应用于华东电网的 PSS参数设
计 ,从两个算例入手 ,校核 PSS参数设计方法的准 确性和有效性 。
(1) 选取嘉兴二厂 1号机 ,进行如下研究 。 1) 计算该机组励磁系统相位特性并与实测 值进行比较 ,以验证本方法计算励磁系统相位特 性时的准确性 ; 2) 利用计算出的励磁系统相位特性设计该 机组的 PSS参数 ; 3) 利用 PSS / E的动态仿真功能 ,对嘉兴二厂 1号机进行负载阶跃试验 ,以验证本方法所设计 的 PSS参数的有效性 。 (2) 以抑制华东电网区域间低频振荡为目 的 ,进行如下研究 。 1) 设计华东电网内机组的 PSS参数 ; 2) 利用 PSS / E的动态仿真功能 ,从时域和频 域两个角度验证投入 PSS后华东电网区域间振荡 模式的阻尼情况 ,以验证本方法所设计的 PSS参 数的有效性 。 两个算例所用的潮流和动态数据来自浙江省 中调运行数据 ,模型参数取自《浙江省电网发电 机励磁系统模型参数 1. 1 版 》和《浙江电网发电 机励磁系统原型及在 BPA 和 PSS / E下的模型参 数库 》两份技术文件 。 3. 2 嘉兴二厂 1 号机 P S S 参数设计与校核 以嘉兴二厂 1 号机为研究对象 ,设计其 PSS 参数并校核 。嘉兴二厂 1号机的发电机 、励磁系 统 、PSS分别采用 GENROU , URST5T, PSS2A 3 种 模型 ,发电机和励磁系统模型参数如表 1 和表 2 所示 。 计算过程中 ,机组外部电网采用实际电网数 据 ,而不是等效成无穷大系统 。实测励磁系统滞 后特性时 ,嘉兴二厂机组运行工况如表 3所示 。 通过调整 PSS / E潮流数据 ,可以使得嘉兴二
基于机组实测相频特性的PSS参数整定
基于机组实测相频特性的PSS参数整定毛晓明;蔡永智;赵勇【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2011(031)010【摘要】提出一种电力系统稳定器(PSS)参数优化整定方法:以机组有补偿相位特性在整个低频段满足要求为目标,确定PSS相位补偿环节时间常数;在临界增益法的基础上,以振荡过程中机组电磁功率振荡最小为目标,整定PSS控制增益;采用最大-最小蚁群算法求解优化模型.采用该方法,基于机组实测无补偿相位特性,对南方电网辖区多台机组PSS参数进行了校核与整定,验证了方法的有效性.%A PSS(Power System Stabilizer) parameter optimization method is proposed,which determines the time constants of PSS phase compensation to meet the requirement of unit compensated phase characteristics in low frequency band and tunes the PSS control gain based on critical margin method to obtain the minimum oscillation of unit electromagnetic power. The maximum-minimum ant system is used to solve the optimization model. It is based on the unit uncompensated phase characteristics measured on site. The PSS parameters of some units in Southern China Power Grid are checked and tuned by the proposed method, which verifies its effectiveness.【总页数】5页(P56-60)【作者】毛晓明;蔡永智;赵勇【作者单位】广东工业大学自动化学院,广东广州510006;广东工业大学自动化学院,广东广州510006;中国南方电网科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM44【相关文献】1.景泰发电厂660MW发电机组电力系统稳定器（PSS）参数整定试验研究 [J], 安亮亮;拜润卿;郑伟;梅姚2.770MW水轮发电机组PSS2B试验与参数整定 [J], 刘喜泉;毕欣颖;陈小明;马晓光;孔令欢3.抽水蓄能机组的加速功率型PSS的参数整定研究 [J], 杨晓霞;王红宇4.发电机组PSS参数自动整定软件的改进 [J], 史静;丁晓群5.水电机组电力系统稳定器(PSS)试验及参数整定 [J], 肖明;李绚绚;傅国斌;马勇飞;张杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
PID参数整定方法2
PID参数整定方法一．基础知识在自动调节系统中，E=SP-PV。
其中，E为偏差、SP为给定值、PV为测量值。
当SP大于PV时为正偏差，反之为负偏差。
比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；当比例度为100时，比例作用的输出与偏差按各自量程范围%的1：1动作。
当比例度为10时，按%的10：1动作。
即比例度越小，比例作用越强。
比例作用太强会引起振荡。
太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。
其作用是稳定被调参数。
积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。
即偏差存在积分作用就会有输出。
它起着消除余差的作用。
积分时间越短，积分作用越强。
积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。
微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。
其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。
对滞后大的对象有很好的效果。
但不能克服纯滞后。
适用于温度调节。
使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。
微分时间越长，微分作用越强。
微分时间太长也会引起振荡。
太弱会延长系统的振荡周期时间，延长过渡过程的时间。
二．整定方法经验法是简单调节系统应用最广泛的整定方法，是一种试凑法。
它通过参数预先设置和反复试凑来实现。
参数的预置值要根据对象的特性和仪表的量程决定。
仪表量程较大的PID参数要适当加强作用。
四类被调参数的临界比例度法是采用纯比例将系统投入自动，此时积分时间放最大，微分时间放0。
逐渐减小比例度，使系统刚刚出现等幅振荡，记下这时的比例度Pbc和振荡周期Tc，然后按下式计算PID的比例度和积分时间：P=2.2Pbc；T=0.85Tc。
对于纯滞后时间和时间常数较大的对象，MACS系统的PID不宜使用临界比例度法，其较难找到Pbc。
参考文献《仪表工试题集》王森、朱炳兴主编化学工业出版社1992年12月第一版。
PSS方案
益阳电厂二期工程#3机组电力系统稳定器（PSS）参数整定及投入效果校核试验方案1、前言益阳电厂二期工程#3机组采用自并励励磁系统，励磁调节器由上海发电设备成套研究设计院组装的ABB公司生产的UNITROL 5000型励磁系统。
励磁调节器采用PID+PSS控制方式，配备有以△Pe、△ω为输入信号的电力系统稳定器（PSS）。
根据电网调度部门的要求，同时针对电网稳定问题的实际状况，需对该机组电力系统稳定器（PSS）参数进行计算整定及现场调整投入试验，以改善机组及系统的阻尼，提高电厂外送通道及电网的动态稳定水平。
2、试验目的在确认励磁调节器及PSS各部件功能正常的情况下，根据系统计算，初步确定对阻尼系统低频振荡有效的PSS参数，通过现场试验的方法，调整并检验PSS抑制系统低频振荡的效果，找出适合现场运行条件的PSS参数，达到改善系统阻尼，提高系统动态稳定的目的。
3、试验标准Q/GDW 143-2006 ，《电力系统稳定器整定试验导则》4、试验准备及条件1）、试验方案已经过讨论及批准；2）、现场了解励磁系统试验记录，了解励磁系统结构型式及有关参数；3）、确认励磁系统模型参数，放大倍数，反馈系数，控制角限制，强励限制，调差率等正确，主调节环参数按要求整定好，具备投入PSS 条件；4）、AVR 参数已整定好，并通过试验验证满足有关技术标准的要求；5）、调速器控制正常，并网后有功功率的摆动小于允许值；6）、试验时发电机有功功率不小于80％PN,无功功率尽可能小；7）、发电机保护正常投入；8）、试验仪器完好，试验接线正确。
5、试验内容5.1、励磁系统无PSS 补偿的频率特性测量发电机带额定有功（或接近额定有功功率），无功尽可能小，PSS 退出运行，采用HP-35670动态信号分析仪，在PSS 输出到AVR 的电压叠加点处（PID 之前，即调节装置的模拟信号试验接口）加入随机噪声信号（Random Noise ），测量该点到发电机电压的相位-频率特性，供设计PSS 相位补偿参数时用。
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通过对电压阶跃波形图进行分析，使用电科院 PSS 仿真计算软件计算所得参数实际投入后，在本 机振荡点 1 Hz 附近[3]，PSS 取得了良好的功率振荡 抑制效果。经计算，PSS 投入后阻尼比大于 0.2，满 足有关标准要求[4]。
α/p 型仿真计算软件在机组 PSS 参数整定中的应用
摘要：详细阐述了 PSS 参数整定基本原理，并针对在我国抽水蓄能电厂广泛应用的奥地利 VATECH ELIN 公司 THYNE6 型励磁 系统的 PSS 模型以及按照 IEEE Std 421—PSS 2A 标准构建的 PSS 模型进行了分析及对比。对按照 IEEE Std 421—PSS 2A 标 准构建 PSS 模型的机组以及采用 THYNE6 型励磁系统的 PSS 参数整定试验过程、无补偿频率测试数据、仿真计算后相频特性 数据以及 PSS 参数设置后的发电机 PSS 效果校核试验波形图等进行了说明、分析以及计算。对α/p 型 PSS 仿真计算软件的 计算参数选择以及在仿真计算前后的发电机阻尼比进行了对比性计算。 该仿真计算软件研制成功为 PSS 现场参数整定试验提 供了强有力的手段和方法。
TW3、 TW4 为 P 信号隔直环节时间常数； T1、 T2、 T3、 T4 为超前-滞后环节时间常数；KS1、KS2、KS3 为放 大倍数；T7 为有功功率积分环节时间常数；T8、T9 为扭振滤波器时间常数；M 为扭振滤波器阶数；N 为扭振滤波器个数。 显然，按 IEEE Std 421—PSS 2A 标准模型构建
关键词：励磁系统；PSS；传递函数；阻尼比；无补偿频率特性；阶跃响应试验 Application of a/p simulation computing software in generator PSS parameter setting
XUE Wei, LI Da-gong, OUYANG Fan (Hunan Electric Power Corporation Research Institute, Changsha 410007, China) Abstract: Principle of PSS parameter setting is described in detail. Austria VATECH ELIN’s THYNE6 excitation PSS model widely applied in pumped storage power station in China and IEEE Std 421-PSS 2A’s PSS model are compared and analyzed. Introduction, analysis and computation are done for Zhaoshi power plant #1 generator and Heimifeng power plant #4 generator. These include PSS parameter setting test process, reactive compensation test data, simulation angle and frequency data and setting of generator PSS test wave diagram. Contrast computation is conducted for computation parameter selection of a/p PSS simulation computation software and the damping ratio of generatiors before and after Heimifeng #4 generator simulation. The simulation computation software is developed successfully, which provides powerful means for PSS on site parameter setting test. Key words: excitation system; PSS; transferring function; damping ratio; reactive power frequency characteristic; step response test 中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2012)10-0101-05
STW1 1 STW1 STW3 1 STW3
STW2 1 STW2
1 ST8 (1 ST9 ) M
Ks1
的 PSS 传递函数与 VATECH ELIN 公司提供的 GM3 型数字调节器 PSS 传递函数有着明显的区别。其可 整 定 参 数 以 及 整 定 方 法 都 有 很 大 的 不 同 。 Std 421-PSS 2A 模型中需要整定的参数为 PS1、 PS2、 PS3、 T1、T2、T3、T4、T7、T8、T9、TW1、TW2、TW3、TW4 以及 M、 N 等参数。 而 GMR3 调节器 PSS 模型中需 要调整的参数为 a 和 p。
进行 PSS 参数现场整定时，一般采用实测发电 机励磁系统有/无补偿频率特性的方法， 使补偿后在 0.2 ～2.0 Hz 频率范围内励磁系统有补偿频率特性 ( ΦEX Φpss ) -90°。测量无补偿频率特性时 PSS 退出运行，在 PSS 输出到 AVR 的电压叠加点（即 调节装置的模拟信号试验接口） 加入随机噪声信号， 测量该点到发电机电压的相位-频率特性； 进行有补 偿频率响应试验时 PSS 投入运行，随机噪声信号应 从 PSS 的功率信号引入点加入，测量该点到发电机 电压的相位-频率特性[1]。根据测定的励磁系统无补 偿频率特性，采用仿真计算方法设计 PSS 相位补偿 参数。 湖南省范围内的机组励磁系统 PSS 一般均按照 IEEE Std 421—PSS 2A 标准模型构建。目前对传统 的模型进行参数整定时，都是按照实际测量所得的 励磁系统无补偿频率特性，使用中国电科院 PSS 仿 真整定软件进行整定。 现以澧水皂市电厂 1#机举例 来说明以中国电科院 PSS 整定软件对按 IEEE Std 421—PSS 2A 标准模型构建的机组的整定情况以及 整定效果。 澧水皂市电厂设计装机容量为2×60 MW，励 磁调节装置为广州电器科学研究院生产的EXC9000 型微机励磁调节器，调节器模型采用PID+PSS控制 方式，配备有以电功率ΔPe和角速度Δω变化量为输 入信号的PSS和低励、强励、过励、V/Hz等限制保 护环节。其中PSS模型按IEEE Std 421—PSS 2A 标 准模型构建。1#机无补偿频率特性以及经中国电科 院PSS仿真整定软件计算后的参数如表1所示。 从计算结果看， AVR+PSS 的相频特性在高频段 和低频段均满足有关技术标准的要求[2]。通过现场 做3%电压阶跃试验，对参数进行验证，录波图如图 3 所示。
图1
GMR3 PSS 传递函数框图
Fig. 1 Diagram of GMR3 PSS transferring function
图 2 中， Δω 为机组频率偏差信号； P 为机组有 Ussmax 为 PSS 功功率信号； Uss 为 PSS 输出补偿信号； 输出补偿信号上限值；Ussmin 为 PSS 输出补偿信号 TW2 为 Δω 信号隔直环节时间常数； 下限值； TW1、
电厂名称 机组号 PSS 型号 EXC9000 PSS 类型 TW KS1 KS2 KS3 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 M N T8 T9 计算时间常数 转动惯量 M PSS2A 5 1 0.539 374 1 0.16 0.02 0.3 0.03 0 0 5 5 1 0.2 0.1 0 9.27 澧水皂市 ＃1 Hz 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 AVR 相频/（°） PSS 相频/（°） PSS+AVR 相频/（°） PSS 增益/p.u. -11.488 -31.163 -48.928 -61.511 -70.959 -77.827 -81.29 -88.175 -92.739 -97.094 -104.932 -115.017 -115.33 -110.678 -109.118 -108.248 -107.505 -111.161 -111.609 -113.432 -40.074 1 -43.492 3 -37.016 2 -29.172 2 -21.708 -15.080 2 -9.363 53 -4.505 16 -0.413 06 3.010 66 5.857 433 8.208 347 10.133 58 11.693 17 12.938 21 13.912 13 14.651 81 15.188 71 15.549 66 15.757 63 -51.562 1 -74.655 3 -85.944 2 -90.683 2 -92.66 7 -92.907 2 -90.653 5 -92.680 2 -93.152 1 -94.083 3 -99.074 6 -106.809 -105.196 -98.984 8 -96.179 8 -94.335 9 -92.853 2 -95.972 3 -96.059 3 -97.674 4 0.159 401 0.091 174 0.067 751 0.057 34 0.052 263 0.049 847 0.048 936 0.048 95 0.049 569 0.050 598 0.051 915 0.053 436 0.055 102 0.056 87 0.058 707 0.060 588 0.062 493 0.064 407 0.066 317 0.068 212
0 引言
目前我国抽水蓄能电厂大量采用奥地利 VATECH ELIN 公司的 THYNE6 型励磁系统及 GMR3 数字式励磁调节器， 调节器采用 PID+PSS 控 制方式，配备有以电功率的速度和加速度变化量为 输入信号的 PSS，其 PSS 模型不是按 IEEE Std 421 —PSS 2A 标准模型构建。 PSS 传递函数模型框图如 图 1 所示。 图 1 中所有 PSS 参数都可以在线修改，但励磁 厂家要求 T1～T6、K1、K2 不能变动（参数值如图 2 中所示） ， 仅用两个可调整的 a 和 p 参数来分别改变 PSS 信号的增益和相位。而按照典型 IEEE Std 421 —PSS 2A 标准模型构建的 PSS 模型如图 2 所示， 举例为 ABB 公司 UNITROL-5000 型励磁系统。