【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 其下降時(shí)幫助其下降，這個(gè)球的滾動(dòng)幅度就越滾越大，反之就越滾越小并最終停下來(lái)。 PSS的作用就是增加阻尼。 勵(lì)磁負(fù)阻尼比喻：蕩秋千 在蕩秋千中，我們停止外力，秋千就會(huì)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(lái)的外力，它就會(huì)馬上停下；當(dāng)我們外加使這個(gè)秋千蕩起來(lái)的外力，它就越蕩越高。 電力系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)就像蕩秋千一樣，勵(lì)磁負(fù)阻尼，就產(chǎn)生一個(gè)使秋千蕩起來(lái)的外力，勵(lì)磁正阻尼產(chǎn)生一個(gè)使秋千停下來(lái)的外力。 比較這兩個(gè)外力，主要的問(wèn)題就是作用在秋千上的時(shí)間不同，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電感，勵(lì)磁對(duì)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(lì)磁負(fù)阻尼。如果我們用 PSS的超前環(huán)節(jié)來(lái)校正這個(gè)滯后作用，勵(lì)磁的負(fù)阻尼就變?yōu)檎枘?，這就是 PSS的原理。 勵(lì)磁產(chǎn)生負(fù)阻尼的原因 阻尼（正、零、負(fù)） VS慣性 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 可以理解為 機(jī)電振蕩的阻尼問(wèn)題 。 AVR造成阻尼變?nèi)?、 甚至變負(fù) （ K5變負(fù) )。 在 — 定的運(yùn)行方式及勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)下， AVR在維 持 Ug恒定的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用 。 ?擾動(dòng)前后： Δ P → Δδ1 → Δδ→ 擺動(dòng) ? → 阻尼 → Δδ2 → 穩(wěn)定 ?傳統(tǒng)勵(lì)磁：低增益慢速（沒(méi)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(duì) Δδ影響極小。 ?現(xiàn)代勵(lì)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(fù)阻尼使原來(lái)的阻尼變小，對(duì) Δδ負(fù)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(lái)的阻尼變大，對(duì) Δδ正面影響。 電力系統(tǒng)低頻振蕩 ?本機(jī)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(guó)聯(lián)網(wǎng)： ～ ； ? 解決勵(lì)磁產(chǎn)生負(fù)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(lì)磁控制器，各種智能控制器 。 ?依據(jù) (Power system stabilizer)，簡(jiǎn)稱 PSS，即為抑制系統(tǒng)低頻振蕩和提高電力系統(tǒng)動(dòng)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(lì)磁產(chǎn)生的電磁力矩 ?T2： PSS產(chǎn)生的電磁力矩 ?Δ PSS:附加勵(lì)磁控制信號(hào) ?AVR(PID)＋ PSS產(chǎn)生的電磁力矩 PSS輸入信號(hào) Δω、 Δδ、 Pe、 Δ P、 Δ f ?測(cè)量軸轉(zhuǎn)速 Δω，測(cè)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(cè)量過(guò)剩功率 Δ P， 測(cè)量和處理更加復(fù)雜 ,輸入信號(hào)多，使用也少 ?測(cè)量電功率 Pe，在 假定機(jī)械功率不變的情況下，可以得到過(guò)剩功率 Δ P，使用廣泛， 效果不錯(cuò)。但在原動(dòng)機(jī)功率變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象。 ?測(cè)量機(jī)端電壓頻率△ f， 克服了 Δω測(cè)量處理上的困難，但由于發(fā)電機(jī)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(jiǎn)介 輸入量、優(yōu)缺點(diǎn)、反調(diào) 加速電功率型 PSS PSS1A PSS2A PSS2B 投退 PSS負(fù)載階躍試驗(yàn)錄波 時(shí)域分析 國(guó)外發(fā)生“低頻振蕩” 實(shí)例 96年 8月 10日，當(dāng)天美國(guó) WSCC處于水電大發(fā) , 向南輸送很重的負(fù)荷 . 由于一條 500Kv聯(lián)絡(luò)線故障斷開(kāi) , 潮流轉(zhuǎn)移使得局部地區(qū)電壓偏低 , 此時(shí)一個(gè)水電廠 13臺(tái)機(jī)組由于勵(lì)磁誤動(dòng)而相繼斷開(kāi)，系統(tǒng)出現(xiàn)了，使系統(tǒng)失去穩(wěn)定 ,解列成數(shù)個(gè)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(tái)機(jī)組 PSS參數(shù)重新調(diào)整，另一臺(tái)機(jī)組的 PSS由退出狀態(tài)改成投入狀態(tài)，則上述負(fù)阻尼增幅振蕩不會(huì)出現(xiàn)。上圖為實(shí)際錄波曲線，下圖為仿真曲線。 國(guó)內(nèi)發(fā)生過(guò)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(yàn)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(gè)約時(shí)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(wàn)負(fù)荷。 1998年 7月，川渝電網(wǎng)二灘電廠機(jī)組與系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，導(dǎo)致機(jī)組跳閘，見(jiàn)圖 4－ 3。其后，因過(guò)磁通限制動(dòng)作，錯(cuò)誤地將 PSS退出（系調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)邏輯所致），又發(fā)生過(guò)多次低頻振蕩，但未造成系統(tǒng)事故。 國(guó)內(nèi)發(fā)生過(guò)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(shí)至 8時(shí)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(guò) 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(guò)分析和研究，這些低頻振蕩都是勵(lì)磁系統(tǒng)的負(fù)阻尼作用引起的，在當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方式下，羅馬線功率大于 630MW時(shí)，就會(huì)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(jī)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(guó)內(nèi)發(fā)生過(guò)許多次“低頻振蕩” （ 3） 2022年 9月，華北電網(wǎng)也曾發(fā)生過(guò)負(fù)阻尼低頻振蕩，是蒙西電網(wǎng)的萬(wàn)家寨電廠對(duì)主網(wǎng)的低頻振蕩。主要原因也是萬(wàn)家寨水電廠的機(jī)組雖然配有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器但沒(méi)有投入運(yùn)行。 2022年西北電網(wǎng)也曾發(fā)生過(guò)負(fù)阻尼低頻振蕩。青海公伯峽水電廠有 5臺(tái) 300MW水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量 1500MW，電力通過(guò) 330kV和750kV輸電線路送到負(fù)荷中心。 2022年西北電網(wǎng)進(jìn)行電網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)，在公伯峽外送電力達(dá)到 1000MW出現(xiàn)了低頻振蕩，查其原因，是因?yàn)楣畭{ 5臺(tái)機(jī)組只有一臺(tái)機(jī)組完成了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的試驗(yàn)，并投入了運(yùn)行，其它 4臺(tái)機(jī)組的穩(wěn)定器沒(méi)有完成調(diào)整、試驗(yàn)，沒(méi)有投入運(yùn)行。在緊急組織人力完成全部 PSS試驗(yàn)并全部投入運(yùn)行后，公伯峽 1500MW的電力全部送出都沒(méi)有出現(xiàn)低頻振蕩。 2022年 2月，廣西電網(wǎng)也曾發(fā)生過(guò)負(fù)阻尼低頻振蕩，是廣西的平班電廠對(duì)主網(wǎng)的低頻振蕩。主要原因也是平班水電廠的機(jī)組雖然配有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器但沒(méi)有投入運(yùn)行。 勵(lì)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(dòng)） 恒電壓閉環(huán) 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器 ECR（手動(dòng)） 恒電流閉環(huán) 勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定 Ugref 電流給定 Ifref PID調(diào)節(jié)計(jì)算 限制功能 控制電壓 Uk 恒無(wú)功閉環(huán)： AVR的輔助控制 PSS Ugact Ugref Ifref Ifact Ifreg Ureg Ufreg 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡(jiǎn)介 ?無(wú)功補(bǔ)償（調(diào)差） ?強(qiáng)勵(lì)電流限制（快速限制） ?過(guò)勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限） ?欠勵(lì)限制（ PQ） ?定子電流限制（過(guò)無(wú)功限制） ?伏赫限制（ V/HZ、U/F）（過(guò)激磁） ?軟起勵(lì)功能 ?PSS功能 ?電制動(dòng)功能 ?PT斷線保護(hù) 強(qiáng)勵(lì)限制與過(guò)勵(lì)限制 電壓強(qiáng)勵(lì)能力取決于勵(lì)磁變二次電壓（陽(yáng)極電壓）； 電流強(qiáng)勵(lì)能力取決于可控硅電流或者說(shuō)是功率柜的數(shù)量； 強(qiáng)勵(lì)限制是指電流限制倍數(shù)： ；功率柜故障取 ； 過(guò)勵(lì)限制是勵(lì)磁電流限制，大于 ，反時(shí)限，勵(lì)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(qiáng) 勵(lì) 限 制 曲 線 欠勵(lì)限制 欠勵(lì)動(dòng)作后按照 Q閉環(huán)運(yùn)行，欠勵(lì)設(shè)定值與機(jī)端電壓