【文章內(nèi)容簡介】 其下降時幫助其下降，這個球的滾動幅度就越滾越大，反之就越滾越小并最終停下來。 PSS的作用就是增加阻尼。 勵磁負阻尼比喻：蕩秋千 在蕩秋千中，我們停止外力，秋千就會在摩擦系數(shù)的作用下慢慢停下；當(dāng)我們外加使秋千停下來的外力，它就會馬上停下；當(dāng)我們外加使這個秋千蕩起來的外力，它就越蕩越高。 電力系統(tǒng)的動穩(wěn)就像蕩秋千一樣，勵磁負阻尼，就產(chǎn)生一個使秋千蕩起來的外力，勵磁正阻尼產(chǎn)生一個使秋千停下來的外力。 比較這兩個外力，主要的問題就是作用在秋千上的時間不同，由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的電感，勵磁對秋千所產(chǎn)生的外力總是滯后，正是這種滯后效應(yīng)造成勵磁負阻尼。如果我們用 PSS的超前環(huán)節(jié)來校正這個滯后作用，勵磁的負阻尼就變?yōu)檎枘?，這就是 PSS的原理。 勵磁產(chǎn)生負阻尼的原因 阻尼（正、零、負） VS慣性 動態(tài)穩(wěn)定 可以理解為 機電振蕩的阻尼問題 。 AVR造成阻尼變?nèi)?、 甚至變負 （ K5變負 )。 在 — 定的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下， AVR在維 持 Ug恒定的同時，會產(chǎn)生負的阻尼作用 。 ?擾動前后： Δ P → Δδ1 → Δδ→ 擺動 ? → 阻尼 → Δδ2 → 穩(wěn)定 ?傳統(tǒng)勵磁：低增益慢速（沒有能力管閑事） ?Δδ→ Δ Ug →AVR 作用小、反應(yīng)慢 → Δ Uf小 → Δ If小 → Δ ? → Δ P（力矩象限不明） → 對 Δδ影響極小。 ?現(xiàn)代勵磁：高增益快速（管閑事幫倒忙） ?Δδ→ Δ Ug →AVR 作用大、反應(yīng)快 → Δ Uf大 → Δ If大 → Δ ? → Δ P（力矩第二象限） → 產(chǎn)生負阻尼使原來的阻尼變小，對 Δδ負面影響。 ?AVR+PSS:高增益快速 +附加控制系統(tǒng)（管閑事幫正忙） ?Δδ→ Δ Ug →AVR 作用大、反應(yīng)快 → Δ Uf大 → Δ If大， Δ ? → Δ P（力矩第一象限） → 產(chǎn)生正阻尼使原來的阻尼變大，對 Δδ正面影響。 電力系統(tǒng)低頻振蕩 ?本機振蕩模式 ?地區(qū)性振蕩模式（ local model）：頻率一般在 ～ ； ?區(qū) 域 間 振 蕩 模 式 （ interarea model、 tieline model） ： 頻率一般在 ～ ） 。 ?小系統(tǒng)： ～ ； ?大系統(tǒng)： ～ ； ?全國聯(lián)網(wǎng)： ～ ； ? 解決勵磁產(chǎn)生負阻尼，造成系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的方法是附加控制，即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，線性最優(yōu)勵磁控制器，各種智能控制器 。 ?依據(jù) (Power system stabilizer)，簡稱 PSS，即為抑制系統(tǒng)低頻振蕩和提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性而設(shè)置的。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器原理 建立 δ － ω平面坐標(biāo)系 ?T1：勵磁產(chǎn)生的電磁力矩 ?T2： PSS產(chǎn)生的電磁力矩 ?Δ PSS:附加勵磁控制信號 ?AVR(PID)＋ PSS產(chǎn)生的電磁力矩 PSS輸入信號 Δω、 Δδ、 Pe、 Δ P、 Δ f ?測量軸轉(zhuǎn)速 Δω，測量和處理比較復(fù)雜 , 軸系扭轉(zhuǎn)的處理更加困難，使用較少 ?測量過剩功率 Δ P， 測量和處理更加復(fù)雜 ,輸入信號多，使用也少 ?測量電功率 Pe，在 假定機械功率不變的情況下，可以得到過剩功率 Δ P，使用廣泛， 效果不錯。但在原動機功率變化時會出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象。 ?測量機端電壓頻率△ f， 克服了 Δω測量處理上的困難，但由于發(fā)電機電抗的影響，△ f與頻差 Δω不完全一致，因而效果上稍差 。 PSS模型簡介 輸入量、優(yōu)缺點、反調(diào) 加速電功率型 PSS PSS1A PSS2A PSS2B 投退 PSS負載階躍試驗錄波 時域分析 國外發(fā)生“低頻振蕩” 實例 96年 8月 10日，當(dāng)天美國 WSCC處于水電大發(fā) , 向南輸送很重的負荷 . 由于一條 500Kv聯(lián)絡(luò)線故障斷開 , 潮流轉(zhuǎn)移使得局部地區(qū)電壓偏低 , 此時一個水電廠 13臺機組由于勵磁誤動而相繼斷開，系統(tǒng)出現(xiàn)了，使系統(tǒng)失去穩(wěn)定 ,解列成數(shù)個小系統(tǒng)。值得特別注意的是加拿大 Powertech Lab 證明，如果把南加卅 (系統(tǒng)受端 )一臺機組 PSS參數(shù)重新調(diào)整，另一臺機組的 PSS由退出狀態(tài)改成投入狀態(tài)，則上述負阻尼增幅振蕩不會出現(xiàn)。上圖為實際錄波曲線，下圖為仿真曲線。 國內(nèi)發(fā)生過許多次“低頻振蕩” （ 1） 1983年 5月，湖北電網(wǎng) 220kV葛鳳線發(fā)生低頻振蕩； 1983年 10月，湖南電網(wǎng) 220kV鳳常線，試驗證明有低頻振蕩發(fā)生； 1984年 3月，廣東電網(wǎng)與香港電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，由香港向廣東送電。在3～ 4月約一個約時間內(nèi)，發(fā)生了 10多次低頻振蕩。 1994年月，南方電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩，并導(dǎo)致電網(wǎng)的西部與東部失去同步，東部地區(qū)損失數(shù)十萬負荷。 1998年 7月，川渝電網(wǎng)二灘電廠機組與系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，導(dǎo)致機組跳閘，見圖 4－ 3。其后，因過磁通限制動作，錯誤地將 PSS退出（系調(diào)節(jié)器設(shè)計邏輯所致），又發(fā)生過多次低頻振蕩，但未造成系統(tǒng)事故。 國內(nèi)發(fā)生過許多次“低頻振蕩” （ 2） 2022年 2月 23日、 3月 6日和 3月 7日的上午 7時至 8時間，在南方電網(wǎng)的云南至天生橋（羅馬線）、天生橋至廣東、廣東至香港的聯(lián)絡(luò)線上，出現(xiàn)過 5次低頻振蕩。圖 44為 2月 23日的羅馬線功率的錄波圖。經(jīng)過分析和研究，這些低頻振蕩都是勵磁系統(tǒng)的負阻尼作用引起的，在當(dāng)時的運行方式下，羅馬線功率大于 630MW時，就會出現(xiàn)低頻增幅振蕩。分析和研究還表明，只要在相應(yīng)的機組上配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，就可以制止這種低頻振蕩的發(fā)生 國內(nèi)發(fā)生過許多次“低頻振蕩” （ 3） 2022年 9月，華北電網(wǎng)也曾發(fā)生過負阻尼低頻振蕩，是蒙西電網(wǎng)的萬家寨電廠對主網(wǎng)的低頻振蕩。主要原因也是萬家寨水電廠的機組雖然配有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器但沒有投入運行。 2022年西北電網(wǎng)也曾發(fā)生過負阻尼低頻振蕩。青海公伯峽水電廠有 5臺 300MW水輪發(fā)電機組，裝機容量 1500MW，電力通過 330kV和750kV輸電線路送到負荷中心。 2022年西北電網(wǎng)進行電網(wǎng)試驗時，在公伯峽外送電力達到 1000MW出現(xiàn)了低頻振蕩，查其原因，是因為公伯峽 5臺機組只有一臺機組完成了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的試驗，并投入了運行，其它 4臺機組的穩(wěn)定器沒有完成調(diào)整、試驗，沒有投入運行。在緊急組織人力完成全部 PSS試驗并全部投入運行后，公伯峽 1500MW的電力全部送出都沒有出現(xiàn)低頻振蕩。 2022年 2月，廣西電網(wǎng)也曾發(fā)生過負阻尼低頻振蕩，是廣西的平班電廠對主網(wǎng)的低頻振蕩。主要原因也是平班水電廠的機組雖然配有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器但沒有投入運行。 勵磁調(diào)節(jié)器原理圖 移相觸發(fā)器原理： Ut＋ Uk＝觸發(fā)脈沖 模擬式 移相 電路： 余弦移相 、鋸齒波移相 AVR（自動） 恒電壓閉環(huán) 自動電壓調(diào)節(jié)器 ECR（手動） 恒電流閉環(huán) 勵磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定 Ugref 電流給定 Ifref PID調(diào)節(jié)計算 限制功能 控制電壓 Uk 恒無功閉環(huán)： AVR的輔助控制 PSS Ugact Ugref Ifref Ifact Ifreg Ureg Ufreg 勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成 勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介 ?無功補償（調(diào)差） ?強勵電流限制（快速限制） ?過勵限制（勵磁電流慢速、反時限） ?欠勵限制（ PQ） ?定子電流限制（過無功限制） ?伏赫限制（ V/HZ、U/F）（過激磁） ?軟起勵功能 ?PSS功能 ?電制動功能 ?PT斷線保護 強勵限制與過勵限制 電壓強勵能力取決于勵磁變二次電壓（陽極電壓）； 電流強勵能力取決于可控硅電流或者說是功率柜的數(shù)量； 強勵限制是指電流限制倍數(shù)： ；功率柜故障取 ； 過勵限制是勵磁電流限制，大于 ，反時限，勵磁電流閉環(huán)。 I f d1 03 05 07 09 01 . 1 1 . 3 1 . 5 1 . 7 1 . 9 2 . 10t強 勵 限 制 曲 線 欠勵限制 欠勵動作后按照 Q閉環(huán)運行，欠勵設(shè)定值與機端電壓