PSS2B與PSS4比較.doc

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1、.IEEEPSS2B與PSS4：現(xiàn)代PSS性能的限制摘要：電氣和電子工程師協(xié)會勵磁小組委員會修訂的IEEE421.5版標(biāo)準(zhǔn)將介紹一種新的PSS模型.—多頻帶的PSS模型，盡管一個完整的加速功率PSS模型與已經(jīng)廣泛應(yīng)用的PSS2B模型一樣需要兩個輸入量，在第九十節(jié)的開始就被做為一種數(shù)字PSS裝置的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了介紹，但I(xiàn)EEEPSS4B模型的基本原理已經(jīng)發(fā)生了根本的改變。本文著重評價在處理廣泛的電力系統(tǒng)問題時，當(dāng)采用同一套要效通用的設(shè)置，這兩個家族的PSS模型的相對表現(xiàn)。這些結(jié)論是一些測試系統(tǒng)和一個實(shí)際的魁北克水電系統(tǒng)上的進(jìn)行的大量小信號與大信號分析中得出來的。在一

2、個標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)間振蕩模式下，由于這兩個PSS模型都能很容易地調(diào)整到有效的性能，因此我們將重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)在PSS概念內(nèi)它們各自內(nèi)在的限制（包括大型發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時的過剩的無功調(diào)制，水氫機(jī)組的快速加功率，和大型汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時的過剩扭矩）。I介紹對世界上的大多數(shù)公司，在解決振蕩穩(wěn)定問題時，最常用的裝置就是PSS。盡管PSS裝置在很早前就被介紹和廣泛使用和本質(zhì)簡單，但PSS裝置一直是發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)中總是被誤解和誤用的一塊。在美國西部電網(wǎng)1996年大停電中，后來就發(fā)現(xiàn)那些關(guān)鍵的PSS裝置不是退出運(yùn)行就是調(diào)的特別差。即使是現(xiàn)在這些問題都解決后，電網(wǎng)中大的擾動開始趨向于引起0.2

3、HZ的低頻振蕩.在巴西南北互聯(lián)電網(wǎng)中產(chǎn)生的一個介于0.17HZ-0.25HZ的新的區(qū)間振蕩模式,迫使整個系統(tǒng)對PSS裝置進(jìn)行了重新調(diào)整.在歐洲,UCTE/CENTREL互聯(lián)電網(wǎng)還發(fā)生了0.36,0.26甚至0.19HZ的區(qū)間振蕩.在加拿大和美國西部電網(wǎng)中最近發(fā)生的幾次緊急事故中同樣伴隨著發(fā)生了0.4HZ的振蕩.因此PSS技術(shù)還有許多的工作需要我們?nèi)プ?在歷史上,魁北克公司非常依賴PSS裝置來改善電網(wǎng)的性能.到2000年,26個電廠,總裝機(jī)容量38000MW中的80%發(fā)電機(jī)已經(jīng)安裝了140套PSS裝置,通過重新調(diào)整和協(xié)調(diào)使他們更加有效,電網(wǎng)改善了中心頻率為0.6HZ

4、的區(qū)間振蕩的阻尼,在主要聯(lián)絡(luò)線上贏得了約400MW的傳輸容量.然而大多數(shù)系統(tǒng)中使用的PSS裝置還是1980設(shè)計的,電網(wǎng)在90年代在廠家購買的數(shù)字PSS模型.那些PSS模型基于完整功率加速器(在IEEEStd421.5中描述過),這個現(xiàn)代PSS模型能夠輕易的調(diào)制成基于速度的PSS模型,來減輕老的PSS模型中兩個主要的操作問題(限制了老的PSS裝置的應(yīng)用),這主要是利用電功率和機(jī)端頻率來實(shí)現(xiàn).也就是說在機(jī)械功率發(fā)生改變和有害的扭矩發(fā)生時的過剩的無功調(diào)制問題.到了2000年,一個新PSS模型的概念提了出來,并后來收錄進(jìn)修訂的IEEEStd421.5版本,并命名為PSS4

5、B.利用一個電功率傳感器來捕獲高頻動態(tài),PSS4B模型能夠保留PSS2B模型所擁有在當(dāng)?shù)睾团ふ衲Ｐ椭械拇蟛糠謨?yōu)良特性.此外,通過對區(qū)域間振蕩和固定的振蕩使用一個單獨(dú)的內(nèi)部頻率傳感器,提供了一個有特色的改善的低頻區(qū)間模型的信號,并有一個顯劇的dc90度的相位超前(PSS2B則超前180度),而且PSS4B模型是建立在一個十年前提出的靈活的多頻段傳遞涵數(shù)結(jié)構(gòu).可以在更大的頻率范圍內(nèi)提供更好的靈活性來獲得更健全的調(diào)節(jié)性能.盡管對于設(shè)計者來說會導(dǎo)致更復(fù)雜的操作和更多矛盾的協(xié)調(diào)本文的目的不是設(shè)計一個新穎的PSS2B或PSS4B模型的調(diào)試程序,這個有價值的目標(biāo)在[17]-[2

6、1]中處理.我們的目的主要是用一套全面的測試系統(tǒng)和一個性能標(biāo)準(zhǔn)來比較,是讀者更容易理解兩種PSS模型的區(qū)別.這個工作的一個.頁腳.副產(chǎn)品是可以獲得涉及系統(tǒng)數(shù)據(jù)及緊急事故的適用性及PSS結(jié)構(gòu)和設(shè)置,用來做為其他科研人員改善PSS調(diào)試程序的基礎(chǔ)..因此,所有的在論文中使用的測試系統(tǒng)和matlab軟件都可以通過email的方式獲得.II待比較PSS設(shè)計一個高性能的PSS,特別是對小信號而言,不管他們的結(jié)構(gòu)多么的特殊,都是件很簡單的事情.因此真正的挑戰(zhàn)不是去評估不同的PSS是否有好的當(dāng)?shù)啬Ｐ妥枘?而是給出一個相似的當(dāng)?shù)睾蚷ntra-unit模型的阻尼水平,去判斷他們在區(qū)間

7、模型和克服所有PSS模型通用的限制因數(shù)上的表現(xiàn),例如孤立操作,快速機(jī)械功率變化,扭矩作用的影響等.我們的實(shí)現(xiàn)方法是把不同的PSS在當(dāng)?shù)啬Ｐ蜕系淖枘嵝Ч屑?xì)地校準(zhǔn)在同一水平,然后去評估他們的區(qū)間阻尼和他們在通常不利因數(shù)出現(xiàn)時的性能極限.A.穩(wěn)定模型盡管這兩個PSS家族的IEEE模型如圖1所示,他們都有相同的外部輸入(電功率和角速度),然而,PSS2B采用一個速度傳感器,PSS4B裝了兩個速度傳感器.第一個主要通過來自轉(zhuǎn)子角速度的低頻分量WL-I,通過低通濾到它的rawestimate(內(nèi)部頻率),而第二個通過來自有功的高頻分量.他們的頻率響應(yīng)如圖3所示.表明PSS2

8、B有3-D