电力系统振荡的原因及危害
电力系统振荡的概念
电力系统振荡的概念电力系统振荡是指电力系统中的电压、电流、功率等参数出现周期性的波动或振动现象。
振荡是电力系统中常见的一种运行状态,但过大的振荡会引发电力系统的故障,甚至导致系统崩溃。
电力系统振荡有多种形式,包括频率振荡、电压振荡和功率振荡等。
频率振荡是指电力系统中发电机的输出频率不稳定或波动较大的情况,通常以发电机转速的变化为表现。
电力系统的频率通常为50Hz 或60Hz,频率振荡会造成电力系统中的各种设备无法正常工作,甚至引发冲突干扰。
电压振荡是指电力系统中电压参数的周期性波动。
电力系统中的电压通常需要稳定在一定的范围内,过大或过小的电压振荡都会对电力系统中的设备产生不利影响。
电压振荡可能是由于电源不稳定、负载变化或电力系统故障等原因引起的。
功率振荡是指电力系统中功率参数的周期性波动现象。
功率振荡通常由于电力系统中的负荷变化、电源波动或系统故障等原因引起。
功率振荡会导致系统中的功率不平衡,影响电力系统的稳定运行。
电力系统振荡的产生原因多种多样,包括负荷变化、电源不稳定、电力系统的故障和控制系统的误操作等。
负荷变化是导致频率振荡、电压振荡和功率振荡的主要原因之一。
当电力系统的负荷突然变化,例如大型电动机启动或停止,会导致发电机输出的电能和系统负荷之间的不平衡,进而引发振荡现象。
电源不稳定也是电力系统振荡的重要原因之一。
电力系统的电源包括各种发电机和电网之间的互联互通,当电源发生故障或运行不稳定时,会导致系统中的电压和功率参数的波动和振荡。
电力系统的故障也会引发振荡现象。
例如,当电力系统的某个设备发生短路或故障的时候,会导致电能的分布不均,进而引发电力系统的振荡现象。
控制系统的误操作也可能导致电力系统的振荡。
例如,自动调压器的设置不当或调节过程中的误操作可能导致电力系统中的电压发生波动,从而引发电力系统的振荡。
电力系统振荡带来的风险主要有两个方面。
一方面,振荡会导致电力系统中的设备无法正常工作,影响电力供应的连续性和稳定性,给用户带来不便和损失。
电力系统低频振荡的源头识别及抑制
电力系统低频振荡的源头识别及抑制一、概述电力系统低频振荡是电力系统中一个常见的问题,会严重影响电力系统的稳定运行。
在电力系统中,低频振荡大多数都是由电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用引起的。
因此,准确地识别低频振荡的源头是电力系统治理的重要一环。
这篇文章将介绍电力系统低频振荡的源头识别及抑制方法。
二、电力系统低频振荡的概述电力系统低频振荡指的是电力系统中的频率在0.1Hz到1Hz范围内的振荡。
低频振荡会使电力系统中的负载和发电机之间的功率流动不稳定,最终导致电力系统失稳。
通常电力系统低频振荡会在发电机、输电线路、变电站和用户负载之间发生。
三、电力系统低频振荡的源头首先,电力系统中的低频振荡可能由多个因素引起,例如负载变化、容量调整、运营策略等。
然而,电力系统的调节系统和功率系统之间的相互作用是低频振荡的主要源头。
调节系统和功率系统之间的相互作用是指在电力系统中,调节系统监测电力系统中的电压和频率,并通过控制功率系统来保持稳定。
然而,当电力系统中的功率系统的行为与预期不符,调节系统就会试图纠正这种情况,这使得系统变得不稳定,从而导致低频振荡。
四、电力系统低频振荡的识别方法四.a 记录数据为了识别低频振荡,可以使用功率系统工具来记录数据。
其中一种工具是称为振荡解析程序的计算机程序。
这种程序可以发现低频振荡,并记录下电力系统中不同点之间的相对相位。
四.b 使用频率扫描另一种识别低频振荡的方法是使用频率扫描技术。
该技术使用一些工具将扫描信号输送到电力系统中的几个位置,以确定振荡频率和幅度。
使用该方法可以确定出低频振荡的源头。
五、电力系统低频振荡的抑制方法五.a 激励控制一种常见的低频振荡抑制方法是使用激励控制。
激励控制是指在调节系统中添加人工信号,以抑制低频振荡。
这种方法可以调节因子并纠正电力系统中可能导致低频振荡的行为。
五.b 阻尼控制另一种常见的低频振荡抑制方法是使用阻尼控制。
阻尼控制是指在电力系统中的调节器中添加阻尼控制器,在调节器中添加人工阻尼,以抑制振荡。
电力系统振荡的原因及危害
电力系统振荡的原因及危害1 前言XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。
作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。
根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。
应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。
2 低频振荡产生原因分析及危害性电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。
(风险管理世界低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。
3 PSS原理及其作用为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最基本的原理。
PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。
电力系统低频振荡的原因
电力系统低频振荡的原因引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,它为我们提供了稳定的电能供应。
然而,有时候电力系统会出现低频振荡问题,给系统的稳定运行带来困扰。
本文将探讨电力系统低频振荡的原因,以及可能导致这些振荡的因素。
低频振荡概述低频振荡是指电力系统中频率较低的周期性波动。
一般情况下,电力系统的标准工作频率为50Hz或60Hz,而低频振荡往往发生在0.1Hz到1Hz范围内。
这种振荡可能导致电网不稳定、设备损坏甚至停电。
常见原因动力系统负载变化动力系统负载变化是引起低频振荡的常见原因之一。
当负载突然增加或减少时,会导致发电机和负载之间的失衡,从而引起低频振荡。
这种失衡可能是由于大型工业设备启动或停止、大规模用电设备切换等原因引起的。
发电机调节不当发电机是电力系统的核心组成部分,它负责将机械能转换为电能。
发电机调节不当可能导致低频振荡。
如果发电机的调节系统响应缓慢或不灵敏,就会导致频率波动,从而引起低频振荡。
线路参数变化电力系统中的线路参数变化也可能导致低频振荡。
线路的阻抗、电感和电容等参数会受到温度、湿度和环境条件等因素的影响而发生变化。
这些变化可能导致系统的谐振现象,从而引起低频振荡。
控制系统故障控制系统是保持电力系统稳定运行的关键组成部分。
控制系统故障可能导致低频振荡。
自动发电机控制器(AVR)故障可能导致发电机输出功率不稳定,从而引起低频振荡。
高压直流输电系统干扰高压直流输电系统在长距离输送大功率时具有优势,但它也可能对交流输电网产生干扰。
由于高压直流输电系统的存在,可能会引起电力系统中的低频振荡。
振荡的影响低频振荡对电力系统的影响是严重的。
它可能导致设备损坏,包括发电机、变压器和开关设备等。
低频振荡可能导致电网不稳定,从而引起停电和能源供应中断。
低频振荡还可能对用户造成经济损失,并对社会生活产生负面影响。
预防和控制为了预防和控制低频振荡问题,需要采取一系列措施。
应确保发电机和负载之间的平衡。
电力系统振荡的结果及预防
电力系统振荡的结果及预防当发生短路或突然有大负荷切除或投入时,发电机与大系统之间的功角会发生变化,发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动,这就是电力系统的振荡。
(通常,短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。
)同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。
这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。
异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0-360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。
在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态。
电力系统振荡的预防:预防是多方面的,有继电保护上的要求,如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求,如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率,避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑,如避免发生发电机的次同步共振。
引起电力系统异步振荡的主要原因:1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;3、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降.(其结果将导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏,引起系统振荡,严重的直接使整个系统瓦解)4、电源间非同步合闸未能拖入同步。
(就是非同期合闸)发生同步振荡时的共同特点:1有关机械量、电气量出现摆动,以平均值为中心振荡,不过零;2振荡周期稳定清晰接近不变,摆动频率低,一般在0.2-2.0HZ;3指针式仪表摆动平缓无抖动,机组振动较小;4用视角可以估算振荡周期;5中枢点电压保持较高水平,一般不低于80%;8同步振荡出现时各机组仍保持同步运行,频率基本相同。
发生异步振荡时的共同特点:1有关机械量、电气量摆动频率较高,振荡周期不清晰;2现场指针式仪表满盘剧烈抖动,机组发出不正常的、有节奏的鸣声;3定子电流、机组功率振幅一般很大,而且过零;4联络线的各电气量同样出现较高频率的摆动,振荡中心电压变化很大等;异步振荡出现时各机组已不能保持同步运行,出现一定的频率差,功率富余区域的频率高于50Hz。
电力系统继电保护原理-距离保护的振荡闭锁
M侧:
Zm
U
M
IM
EM IM
IM
ZM
EM
IM
ZM
1
Z e
j
ZM
∵
1- e jδ
= 1-
2 jctgδ
2
∴
Z
=
m
Z∑ (12
jctgδ2
)
-
ZM
=
(
Z∑ 2
- ZM)-
j
Z∑ 2
ctgδ2
7
Z
=
m
Z∑ (12
jctgδ2
)
-ZMΒιβλιοθήκη =(Z∑ 2
- ZM)-
j
Z∑ 2
ctgδ2
jX O’
Zm
N
Z∑ 2
17
3.5.4 振荡过程中再故障的判断
振荡过程中又发生不对称短路,判据:
I2 I0 m I1
振荡过程中又发生三相短路,判据:
U cos:近似为电弧电压,其值一般不会超过6%额
定电压,且与故障距离无关,基本不随时间 变化,振荡时,短时满足;短路时,一直满 足。
0.03p.u. U cos 0.08p.u.
响,但Ⅱ、 Ⅲ段定值较大,振荡时的测量阻抗比较
容易进入其动作区。
10
系统振荡时,阻抗继电器是 否误动、误动的时间长短与:
•
保护安装位置
•
保护动作范围
•
动作特性的形状
•
振荡周期长短等有关
11
4. 振荡与短路的区别:
①从电流和各点电压的幅值的变化上看:
振荡:作周期性变化 短路: di du 大
dt dt
3.5 距离保护的振荡闭锁
电力系统振荡的原因及危害知识讲解
电力系统振荡的原因及危害电力系统振荡的原因及危害1前言XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV 线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。
作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。
根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。
应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。
2低频振荡产生原因分析及危害性电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。
(风险管理世界低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。
3PSS原理及其作用为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最基本的原理。
PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。
电力系统低频振荡的成因重新解析
电力系统低频振荡的成因重新解析电力系统低频振荡是指在电力系统中出现的频率较低且持续一段时间的振荡现象。
这种振荡通常具有较大的振幅,对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
在过去的研究中,对电力系统低频振荡的成因进行了一定的解析,但是由于电力系统的复杂性和多变性,对于该问题的理解和解释仍有待进一步深入。
为了重新解析电力系统低频振荡的成因,我们需要从其根本原因出发,即电力系统的动态特性和稳定性。
电力系统由发电机、变压器、输电线路、负载等多个组成部分组成,它们之间通过复杂的电力网相互连接。
系统中存在大量的多相流动和耦合效应,以及动态响应和稳态响应之间的相互作用。
电力系统低频振荡的成因可能与电力系统的固有特性有关。
电力系统中的各个组成部分都具有一定的惯性和阻尼特性,如发电机的转子惯性、变压器的电感和阻尼、输电线路的阻抗等。
这些特性在系统负荷发生变化或发生故障时会引起系统的动态响应,可能导致系统振荡的发生。
电力系统中还存在很多复杂的非线性和时变特性,如各种控制设备、保护装置等,它们的作用也可能对系统的稳定性产生影响。
电力系统低频振荡的成因还与系统运行状态有关。
电力系统是一个大规模的复杂网络,其中包含了多个节点和支路。
系统的运行状态是指各节点和支路的电压、电流、功率等参数的数值。
当系统运行状态接近不稳定边界时,系统的动态响应会增加,可能引发低频振荡。
当发电机负荷过重或输电线路过载时,系统容易产生低频振荡。
还有一些外部因素,如输电线路的突然故障、恶劣天气条件等,也可能对系统的稳定性产生影响。
电力系统低频振荡的成因还与系统的控制方法和运行策略有关。
电力系统通过各种控制设备和调度控制中心来实现对系统的监视和控制。
这些控制方法和运行策略的选择对系统的稳定性和抗扰性产生重要影响。
调度中心对系统的发电机输出功率、变压器的变比、输电线路的有功和无功功率等进行调节时,可能引发系统的低频振荡。
不合理的控制策略和参数设置也可能导致系统的不稳定。
电力系统振荡的结果及处理方式
电力系统振荡的结果及处理方式2012/7/13 15:35:41当发生短路或突然有大负荷切除或投入时,发电机与大系统之间的功角会发生变化,发电机的输出功率就会沿着发电机的功角特性曲线来回摆动,这就是电力系统的振荡。
电力系统振荡的结果有两种:一个是发电机的输出功率和负载能重新在一个点上实现平衡,经过一段时间的振荡后重新达到稳定,保持同步运行。
一个是发电机的输出功率和负载能无法再在任何一个点上实现平衡,从而导致发电机失去同步。
发电机的原动机输入力矩突然变化,如:水轮机调速器不正常动作;系统发生突然短路;大机组或大容量线路突然变化等。
通常,短路是引起系统振荡,破坏稳定运行的主要原因。
电力系统振荡的预防:预防是多方面的,有继电保护上的要求,如快速切断故障线路;也有运行操作上的要求,如避免使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率,避免发电机带空载线路启动和以全电压向空载线路合闸;也有设计上的考虑,如避免发生发电机的次同步共振。
系统振荡有多种:异步振荡、同步振荡、低频振荡异步振荡——其明显特征是,系统频率不能保持同一个频率,且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。
如发电机、变压器和联络线的电流表,功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动,振荡中心的电压摆动最大,并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络的输送功率往复摆动;送端系统频率升高,受端系统的频率降低并有摆动。
引起电力系统异步振荡的主要原因:1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步;4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏;5、电源间非同步合闸未能拖入同步。
异步系统振荡的一般现象:(1)发电机,变压器,线路的电压,电流及功率周期性的剧烈摆动,发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。
电力系统振荡原因、现象、处理分析
分析时间
2006 年 7 月 31 日
分析地点
学习室
分析专业
电气检修队继电保护班Fra bibliotek分析种类岗位分析
参加人员
队长、专工、保护班人员
分析题目
电力系统振荡原因、现象、处理分析
分析内容 一、 提出问题:
2006 年 6 月 1 日、2006 年 6 月 25 日和 2006 年 7 月 1 日由于系统内故障而发生三次系 统振荡,我厂均有不同程度的反应,前两次我厂只有冲击现象,特别是 2006 年 7 月 1 日华 北与华中解网造成的系统振荡,我厂振荡现象明显,220KV、500KV 系统和各发电机反应 强烈,均出现振荡现象。 二、 原因分析:
7、 系统振荡时振荡解列装置动作的现象及处理: (1) 现象:“振荡解列装置 I 动作”、“振荡解列装置 II 动作”光字亮。丰万 I、 II 线跳闸,线路潮流回零,跳闸开关 5051、5053、5061、5063 红灯灭,绿 灯闪光。蒙西网与华北网解网,内 蒙西部网频率增大后又 降低,机组转速 升高。故障录波器动作,高周切机 装置动作,安全自动装 置动作。高周切 机第一轮、安全自动装置动作,#6F—B 组出口开关 5041、5042 跳闸,机 组负荷降至 10MW 左右。高周切机第二轮切#4 机组,#6、#4 机组自带厂用 电运行,锅炉投油维持基本燃烧,汽机手动维持转速在 3000rpm 附近。未 被切的机组在一次调频的作用下, 调门自动关回部分,有 功负荷不同程度 下降,可能出现多台炉同时投油助燃,炉前燃油压力降低。 (2) 处理:网控值班员将保护、高周切机、振荡解列装置动作情况、系统电压、 潮流、周波波动、摆动、系统冲击情况及一次设备检查情况汇报值长。如有 故障设备,应进行隔离,并及时汇报;网控人员应立即通知切机单元跳闸原 因,单元电气值班员通知机、炉专业人员;立即调整发电机端电压,暂时维 持厂用电自代,待令将发电机同期并网。如果汽轮机不能维持 3000rpm 运行, 厂用电不能维持自带,视高备变正常,应采用瞬停切换厂用电的方法切换。 配合机炉作好其它准备工作,待系统振荡平息后,待令将发电机并入电网; 由于蒙西网与华北网解列,我厂负责蒙西网调频任务,指令#2 机组为调频 机组,其他各机按值长令调整负荷。频率允许范围 50±0.5HZ,机组转速变 化范围 2970---3030rpm,当蒙西网与华北主网并列时,频率允许范围 50± 0.2HZ。当蒙西网与华北主网电压、频率偏差较大时,要及时汇报调度予以 调整,直到符合条件再进行同期并列。按调度令逐步进行,具备联网条件应 采用自动准同期装置进行并网。
电力系统振荡原理
电力系统振荡原理电力系统振荡原理是指电力系统中的电压、电流或功率出现周期性的震荡现象。
振荡是由于系统中的能量在不同的元件间以一定的频率和幅值进行交换引起的。
电力系统振荡的主要原因可以归结为以下几个方面:1. 电源失稳:电力系统中的电源不稳定会引起系统振荡。
这可能是由于电压波动、频率偏移或相位不稳定造成的。
当电源失去稳定性时,系统中的元件会受到电压、电流或功率的交换影响。
2. 负载变化:电力系统中负载的突变或变化也会引起振荡现象。
当负载突然增加或减少时,电流和功率的变化会导致系统的震荡。
3. 阻抗不匹配:电力系统中的阻抗不匹配也是引起振荡的原因之一。
当系统中的阻抗不匹配时,电流和功率会在不同的元件间交换,从而引起振荡。
4. 回馈机制:在电力系统中,存在一些可能会导致振荡的回馈机制。
例如,当系统中的元件反馈信号相位和振幅不同于输入信号时,可能会产生振荡现象。
为了抑制电力系统的振荡,需要采取一些措施:1. 调整电源稳定性:应确保电力系统的电源稳定和可靠。
可以采取稳压、降频或相位校正等方法,以减少电源对系统振荡的影响。
2. 负载平衡:应合理规划和管理负载,避免负载突变或过大的变化。
可以通过负载调整、负载均衡等方法来控制负载的变化。
3. 匹配阻抗:需要确保系统中的元件阻抗匹配,以减少由于阻抗不匹配引起的振荡。
4. 引入稳定回馈:可以通过引入稳定的反馈机制来抑制系统的振荡。
例如,采用PID控制器、频率补偿器等来实现稳定的回馈控制。
综上所述,电力系统振荡是由于电源失稳、负载变化、阻抗不匹配和回馈机制等因素引起的。
为了抑制振荡,需要调整电源稳定性、平衡负载、匹配阻抗和引入合适的稳定回馈机制。
这些措施可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统振荡的分类
电力系统振荡的分类
电力系统振荡是电力系统中出现的一种共振现象,通常是由于系统中某些元件的损耗、故障或者控制系统的不稳定性所导致的。
根据振荡的类型和特点,可以将电力系统振荡分
为多种不同的类型。
下面就来介绍一下电力系统振荡的分类。
一、低频振荡
低频振荡通常是指电力系统中频率在0.1Hz到1Hz之间的振荡。
这种振荡通常是由于
系统的机械惯性和负荷惯性反应导致的。
当电力系统中的机械负荷发生变化,如风力发电
机的并网、调节阀的启闭等,系统就会产生低频振荡。
这种振荡一般没有太大的危害,但
是如果振荡幅度过大,就会导致系统频率不稳定。
四、转子振荡
转子振荡通常是指发电机转子在运转过程中发生的振荡。
这种振荡通常是由于转子质
量不均匀、转子松动或支承结构不稳定所导致的。
这种振荡会导致发电机的轴向和径向振
动增大,加剧了设备的磨损,甚至会导致设备的破坏。
五、电磁振荡
电磁振荡通常是指电力系统中频率在几百Hz到几千Hz之间的振荡。
这种振荡通常是
由于电力电子设备在工作过程中引入的谐波所导致的。
例如,当系统中的变流器、斩波器、整流器等工作时,就会引发电磁振荡。
这种振荡会导致系统中的电压谐波增加,损坏设备,甚至会对系统中其他设备造成干扰。
六、场致振荡
总的来说,电力系统振荡的分类是有很多种的,每种振荡都有自己的特点和危害。
在
运行电力系统时要时刻关注系统中的各种振荡,及时采取措施来排除影响,确保系统的安
全稳定运行。
电力系统振荡的概念
电力系统振荡的概念一、电力系统稳定性电力系统的稳定性是衡量系统在运行过程中抵御外部干扰和内部不稳定性因素的能力。
在电力系统中,各种设备和元件的工作状态会不断发生变化,如负荷的波动、故障的出现等,这些因素都会对系统的稳定性产生影响。
保持电力系统的稳定性是保证整个系统安全、经济、优质运行的前提。
二、振荡现象电力系统的振荡是指系统中出现的一种周期性或准周期性的运行状态变化。
这种振荡现象通常是由系统中的某些元件或环节的非线性特性引起的,如发电机转子的摇摆、变压器磁场的非线性等。
振荡现象会导致系统中的电压和电流出现波动,影响系统的正常运行。
三、振荡机理电力系统的振荡机理主要包括以下几个方面:1. 发电机同步转速的不稳定:发电机同步转速的不稳定是电力系统振荡的主要根源之一。
当系统中出现负荷突变或故障时,发电机转子的惯性会发生变化,导致同步转速出现波动,从而引发系统振荡。
2. 变压器磁场的非线性:变压器是电力系统中重要的元件之一,其磁场的非线性会导致系统出现振荡现象。
当变压器承受的电压超过其额定值时,磁通密度会发生变化,引起铁芯饱和,导致励磁电流剧增,进而引发系统振荡。
3. 输电线路的阻抗不匹配:输电线路的阻抗不匹配会导致电流在传输过程中产生波动,从而引发系统振荡。
当线路中的负荷发生变化时,电流的传输也会受到影响,导致线路阻抗发生变化,进而引发系统振荡。
四、振荡识别电力系统振荡的识别是采取有效控制措施的前提。
通过对系统中的电压和电流信号进行分析和处理,可以判断出系统中是否存在振荡现象以及振荡的类型和程度。
常用的振荡识别方法包括频域分析法、时域分析法和现代信号处理方法等。
这些方法都可以通过对系统中的测量数据进行计算和分析,提取出与振荡相关的特征信息,从而实现对振荡的识别。
五、振荡控制电力系统振荡的控制是保证系统稳定性的重要措施之一。
通过对系统中的振荡现象进行有效的控制,可以减少或消除振荡对系统的影响,保证系统的正常运行。
利用储能技术抑制电力系统低频振荡的方法研究
一、概述电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,但随着电力需求的不断增长和复杂电力网络的建设,电力系统低频振荡问题日益凸显。
低频振荡不仅会影响电力系统的稳定运行,还可能对电网设备造成损坏,对生产、生活带来负面影响。
研究利用储能技术抑制电力系统低频振荡具有重要的理论和应用价值。
二、电力系统低频振荡问题的产生原因1. 电力系统负荷变化导致的振荡电力系统的负荷变化是导致低频振荡的重要原因之一。
在电力系统负载快速增加或减少时,会产生低频振荡,这对电力系统的稳定运行构成了威胁。
2. 电力系统参数变化引起的振荡电力系统中的负荷、线路电阻、电容、电感等参数的变化,也可能导致电力系统产生低频振荡。
线路电阻的变化会影响电力系统的阻抗特性,从而引起振荡。
3. 电力系统发电机特性引发的振荡发电机是电力系统的核心设备,其特性对电力系统的稳定性具有重要影响。
发电机的励磁特性、机械转动惯量等参数的变化都可能引发电力系统低频振荡。
三、储能技术在抑制电力系统低频振荡中的作用储能技术是指通过将电能储存起来,在需要时释放电能的一种技术。
利用储能技术抑制电力系统低频振荡具有以下优势:1. 快速响应能力储能设备能够快速响应电力系统的需求,通过充电或放电等方式,对电力系统的运行状态进行调节,从而抑制低频振荡。
2. 可控性强通过控制储能设备的充放电过程,可以精确地调节电力系统的频率和电压,对低频振荡进行有效控制。
3. 良好的适应性不同类型的储能设备可以适用于不同的电力系统,具有很好的适应性。
无论是电池储能、超级电容储能还是压缩空气储能,都可以在一定程度上抑制低频振荡。
四、利用储能技术抑制电力系统低频振荡的方法研究1. 能量存储装置的选择根据电力系统的实际情况和需求,选择合适的能量存储装置是利用储能技术抑制低频振荡的关键。
各种能量储存装置有其特点和适用范围,需要根据具体情况进行选择。
2. 控制策略的优化储能技术的有效利用,离不开合理的控制策略。
电力系统谐振消除方法
通过在系统中添加适当的电容,可以改变系统的阻抗特性,从而消除谐振。
应用滤波器
陷波滤波器
针对特定频率的谐振,可以使用陷波滤 波器来吸收或反射该频率的能量,从而 消除谐振。
VS
调谐滤波器
通过调整滤波器的频率响应,使其在特定 频率下具有高度的传输特性,从而消除该 频率的谐振。
03
电力系统谐振消除的实验方法
电力系统谐振消除方 法
汇报人: 日期:
目录
• 电力系统谐振概述 • 电力系统谐振消除方法 • 电力系统谐振消除的实验方法 • 电力系统谐振消除的工程应用 • 电力系统谐振消除的未来研究方向及展望
01
电力系统谐振概述
电力系统谐振的定义
电力系统中的谐振是指由于特定频率的电源或负荷阻抗与系 统阻抗发生共振,导致系统中的电流、电压或功率分量出现 异常波动的一种现象。
基于模型的实验方法
01
02
03
阻尼注入法
通过在系统中注入阻尼, 使谐振振荡受到抑制,从 而消除谐振。
频率响应法
通过对系统的频率响应进 行补偿,使谐振振荡被有 效抑制。
线性控制法
利用线性控制理论,设计 控制器使系统达到稳定, 从而消除谐振。
基于数据的实验方法
机器学习法
利用机器学习算法,通过 对历史数据进行学习,预 测并消除谐振。
优化控制策略
研究更优的控制系统设计和控制策略,以提高电力系统的稳定性和 可靠性。
多学科交叉融合的研究
电力系统与电力电子技术的融合
将电力电子技术应用于电力系统,以实现更高效、更灵活的电能变换和控制。
电力系统与数字信号处理技术的融合
利用数字信号处理技术对电力系统进行实时监测和控制,以提高电力系统的性能和稳定性 。
电力系统振荡的原因及危害
电力系统振荡的原因及危害1前言XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。
作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。
根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。
应国家电力调度中心要求,2003 年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。
2低频振荡产生原因分析及危害性电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在0.2-2Hz 之间。
(风险管理世界低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。
3PSS原理及其作用为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最基本的原理。
PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。
电力系统低频振荡的原因
电力系统低频振荡的原因1. 低频振荡的定义与背景低频振荡是指电力系统中频率低于标称频率(如50Hz)的振动现象。
由于电力系统的复杂性和运行模式的多样性,低频振荡可能会出现在不同的情况下,包括在大电网中的发电、输电和配电系统中。
低频振荡对电力系统的稳定性和安全运行具有重要影响,因此深入研究其原因和影响是至关重要的。
2. 低频振荡的分类与特征低频振荡可以根据其频率和振荡模态划分为不同的类型,其中一些常见类型包括:电气振荡、电动力振荡和机械振荡。
这些振荡可能表现为系统频率周期性波动、电压和电流的角频率振动以及发电机转速的起伏等。
低频振荡还可以根据其起因分为电力系统固有振荡和外部激励振荡。
3. 电力系统低频振荡的原因电力系统低频振荡的形成涉及多个因素的相互作用。
以下是导致电力系统低频振荡的主要原因:3.1 功率不平衡功率不平衡是电力系统低频振荡的常见原因之一。
当系统中某些发电机或负荷出现不平衡时,由于电力的误差积累和支路参数差异,可能导致系统频率出现周期性变化并产生低频振荡。
3.2 频率响应特性电力系统的频率响应特性对低频振荡具有重要影响。
电力系统中的发电机、负荷和输电线路具有不同的频率响应特性,其中包括频率响应增益、频率死区和相位延迟等。
这些特性可能会引起低频振荡的发生和扩大。
3.3 振荡模态耦合电力系统中的振荡模态之间存在耦合现象,这可能是低频振荡的原因之一。
当不同的振荡模态相互耦合时,可能会引起振荡的共振和放大。
3.4 控制系统不稳定电力系统的控制系统是保持系统稳定运行的关键。
当控制系统参数设置不当、控制策略失效或控制循环闭合不稳定时,可能会导致低频振荡的发生。
3.5 电力设备故障和故障处理电力设备的故障和故障处理也是导致低频振荡的潜在原因。
例如,发电机的励磁系统故障、输电线路的短路、变压器的故障等都可能导致系统的低频振荡。
4. 低频振荡的影响与对策低频振荡对电力系统稳定性和可靠性产生不利影响。
它可能导致系统频率不稳定、电压波动、设备过载以及系统崩溃等问题。
电力系统振荡的原因及危害
电力系统振荡的原因及危害1 前言XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。
作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。
根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。
应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。
2 低频振荡产生原因分析及危害性电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在之间。
(风险管理世界低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。
3 PSS原理及其作用为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最基本的原理。
PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。
电力系统振荡的原因
电力系统振荡的原因电力系统振荡是指电力系统中出现了频繁而不稳定的电压或电流波动现象。
这种振荡可能会导致电力系统的不稳定甚至崩溃,对电力供应造成严重影响。
电力系统振荡的原因是多方面的,下面将从各个方面进行分析。
电力系统振荡的一个重要原因是电力负荷的突变。
当电力负荷突然发生变化时,电力系统的供需关系会发生短暂的失衡,而系统会通过自身的调节机制来恢复平衡。
然而,在调节过程中可能会出现过冲或欠冲的情况,导致电力系统出现振荡。
电力系统振荡还与发电机组的调节能力有关。
发电机组在运行过程中,需要根据负荷的变化来调节输出功率。
但是,如果发电机组的调节能力不足或者调节速度过慢,就会导致电力系统振荡的发生。
这种情况下,负荷变化会引起电压或电流的波动,从而导致系统振荡。
电力系统中的线路传输和变压器的耦合也是导致系统振荡的原因之一。
当电力系统中的线路和变压器之间存在耦合时,系统的动态响应会受到影响。
一旦系统中某一部分发生扰动,耦合作用会使得扰动传递到其他部分,导致整个系统出现振荡。
电力系统中的阻尼器和稳定器的故障也会引发系统振荡。
阻尼器和稳定器是电力系统中用来控制系统振荡的关键设备,它们可以通过控制系统的频率和相位来抑制振荡。
然而,如果阻尼器和稳定器发生故障或者调节不当,就会导致系统振荡的发生。
电力系统中的短路故障也是导致系统振荡的常见原因。
当电力系统中发生短路故障时,电流会突然增大,导致电压波动。
如果系统没有足够的保护装置来及时隔离故障,就会导致系统振荡的发生。
电力系统振荡的原因是多方面的,包括电力负荷的突变、发电机组的调节能力、线路传输和变压器的耦合、阻尼器和稳定器的故障以及短路故障等。
为了避免电力系统振荡带来的严重后果,需要对电力系统的各个方面进行合理设计和有效控制,确保系统的稳定运行。
同时,及时排除故障,加强对电力系统的监测和维护,也是确保电力系统运行稳定的重要措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电力系统振荡的原因及危害
1 前言
XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。
作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。
根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。
应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。
2 低频振荡产生原因分析及危害性
电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在
0.2-2Hz之间。
(风险管理世界
低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系
统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网稳定运行的重要课题之一。
3 PSS原理及其作用
为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能
避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,
这就是PSS最基本的原理。
PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机轴速度偏差(△w)以及它们的组合等。
它不仅可以补偿励磁调节器的负阻尼,而且可以增加正阻尼,使发电机有效提高遏制系统低频振荡能力。
尽管PSS已是成熟的普遍技术,但它仍是消除互联电网负阻尼低频振荡最经济有效的方法。
当系统规模较小、互联程度较低时,系统振荡不明显,PSS整定不为人们所关注。
但在当今大电网互联迅速发展的情况下,PSS的作用已经引起人们的高度重视。
1994年我国南方联营电网发生的系统振荡事故是典型的一例,事后分析表明,若在此系统的主力机组上加装PSS,可以有效地阻尼振荡,防止有严重后果的动态稳定破坏的发生。
4PSS的构成和传递函数
早期的PSS由分立元件构成,在微机式励磁调节器中PSS由软件构成,我厂3#、4#机组均是哈尔滨电机厂生产的三机无刷励磁发电机组,型号为QFSN-600-2YH,励磁调节器采用英国ROLLS-ROYCE(简称R-R)公司的数字式励磁调节器,PSS完全由软件构成,其PSS输入信号采用发电机电功率即△P,其结构如图1:
图1电力系统稳定器(PSS)方框图
ROLLS-ROYCE公司的电力系统稳定器(PSS)输入信号为发电机的负电功率信号,由此生成一个相位补偿及增益控制的调节信号以对有功功率振荡产生阻尼作用。
现场运行参数为:PSS自动投入值:0.3PU 功率,返回值0.14PU 功率,Kp=2、Te=10 、T1=2、T2=0.35、T3=4、T4=0.2、T5=0.05、T6=0.08、T7=0.05,PSS输出限幅:±5%
5PSS实验过程
5.1励磁系统在线无补偿频率特性的测量
励磁控制系统无补偿频率特性即励磁系统滞后特性。
因励磁控制系统滞后特性的存在,加到励磁调节器的附加信号经滞后才能产生附加力矩。
测量励磁控制系统滞后特性应测量附加力矩对PSS迭加点的滞后角度。
因为在发电机高功率因数运行时,机端电压对PSS 迭加点的滞后角度近似等于附加力矩对PSS迭加点的滞后角度。
实验时,发电机并网运行,记录有功、无功、机端电压值,PSS不投入,用频谱仪将噪音信号加入到调节器的相加点上,测量励磁系统的相频特性。
测得的励磁系统在线无补偿相频特性见表1。
表1励磁系统相频特性
由表1可见,在线无补偿频率特性基本正常,相位滞后比一般的交流励磁机励磁系统稍大些。
(励磁机励磁系统约为-40°---150°)
5.2励磁系统在线有补偿频率特性的测量
有补偿频率特性由无补偿频率特性与PSS单元相频特性相加得到,用来反映PSS 相位补偿后的附加力矩相位。
DL/T650-1998<<大行汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件>>提出有补偿频率特性在该电力系统低频振荡区内满足-80°至-135°要求,此角度以机械功率方向为零度。
一般试验采用的方法为:(1)断开PSS输入端,在PSS输入端加噪声信号,测量机端电压相对PSS输入信号的相角。
(2)PSS环节的相角加上励磁控制系统滞后相角。
在现场试验中,PSS参数的预选择,可以用以上方法进行,此试验的目的是找出一组较好的PSS参数,并尽量使整个低频振荡频率范围内都得到较好的相位补偿。
由于R-R公司的励磁调节器中未设置PSS输入端,也未有相应的软件,此试验在现场无法进行。
因此,由中国电科院技术人员根据厂家提供的PSS的传递函数框图,预设置一组PSS参数,用MATLAB自编程序进行仿真计算。
PSS参数:Kp=2 Te=10 T1=2 T2=0.35 T3=4 T4=0.2 T5=0.05 T6=0.08 T7=0.05,计算所得PSS得相频特性见图2、
Kp=2.0时幅频特性曲线见图3
将计算所得的各低频振荡频率下PSS相位角Φp与现场测得的在线无补偿频率特性上同频率下励磁系统滞后角Φe相加,得到在线有补偿频率特性计算值。
计算所得的在线有补偿频率特性见下表2。
从表2可见,在低频震荡频率0.2Hz-1.7 Hz范围内都基本满足滞后-80°---(-135°)的要求,此组PSS参数是比较合适的。
图2 PSS系统相频特性曲线
图3 Kp=2.0时幅频特性曲线
表2在线有补偿频率特性计算值
其中:Φ=Φe + Φp
5.3阶越响应(以4#机组为例)
试验条件:发电机并网运行,P=589.6MW Q=77.4Mvar Vt=19.44KV
先进行PSS不投入时2%电压阶越响应试验。
通过调节励磁调节器的输出,在发电机机端产生±2%的阶越,录取发电机机端有功功率、机端电压、无功功率、励磁电压波形(见图4)。
由图4可见,在PSS未投入运行的条件下,做机端电压±2%阶越响应试验,在上阶越时有功功率产生三摆振荡,振荡频率为1.5Hz。
在下阶越时有功功率产生三摆振荡,振荡频率为1.5Hz。
通过自动励磁调节器(AVR)控制屏幕调整PSS增益Kp=0.5,投入PSS,重做±2%阶越试验。
通过调节励磁调节器的输出,在发电机机端产生±2%的阶越,录取发电机机端有功功率、机端电压、无功功率、励磁电压波形(见图5)。
图4 无PSS时的2%电压阶越响应
图5有PSS(Kp=0.5)时的2%电压阶越响应录波图
由录波图5可见,PSS起到了抑制功率振荡的作用,无论是上阶越还是下阶越时,只产生一摆振荡,振荡频率为1.5Hz。
图6有PSS(Kp=1.0)时的2%电压阶越响应录波图
相同工况下,通过AVR控制屏幕调整Kp分别为1和2、3继续做±2%阶越试验,录取发电机机端有功功率、机端电压、无功功率、励磁电压波形(见图6、7、8),比较PSS 的增益不同时阻尼功率振荡的能力。
以找出较合理的PSS增益值。
图7有PSS(Kp=2.0)时的2%电压阶越响应录波图
由录波图可见,PSS阻尼功率振荡能力随Kp的增大而逐步增强,无论是上阶跃还是下阶跃时,只产生一摆振荡,振荡频率为1.5Hz。
5.4PSS增益整定
通过以上Kp取不同值时的阶越响应结果可知,PSS阻尼功率振荡能力随Kp的增大而逐步增强,但是增益过大同样会产生不稳定危害,根据图3( Kp=2.0时的幅频特性计算曲线),PSS在0.5Hz-2Hz时的交流放大倍数约为0.3-0.5,已经足够大。
由图5至图8录波图结果,认为取Kp=2比较合适。
5.5PSS反调试验
对于采用发电机电功率信号的PSS,主要的副作用是无功反调,当通过减小原动机的输入功率来减少发电机的出力时,若调整速度较快,发电机的无功输出会突然大幅度增加,几秒后又恢复到原来无功水平。
如果增加了有功,则无功会会瞬间大幅度减少,几秒钟后恢复到原来水平。
无功反调现象严重时将对系统运行带来不利影响。
试验时,PSS投入运行,按正常运行增减负荷速度改变有功功率,观察调节器输出电压和电流,不出现随有功功率变化而大幅度摆动现象。
图8有PSS(Kp=3.0)时的2%电压阶越响应录波图
6实验结论
虽然本次实验出于安全性考虑未作大干扰的系统试验,只做了小干扰的机组实验,但是通过实验结果和录波图可看出PSS在增加系统阻尼,抑制发电机有功率振荡、提高系统稳定性方面有明显的效果。
同时由于我厂是三机无刷旋转励磁方式,虽然励磁调节器性能优越,反应速度很快,但是根据三机励磁方式本身特有的局限性,我们相信在自并励等其它快速励磁系统上,PSS的效果会更好。