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电力系统稳定器在循环流化床机组上的应用 付东岩 （华能白山煤矸石发电有限公司，吉林白山，134700） 摘要：华能白山煤矸石发电有限公司2×330MW循环流化床机组的发电机励磁装置采用国电南瑞电气控制公司生产的NES-5100励磁装置。采用机端自并励方式，同时励磁装置中具备了电力系统稳定器(PSS)环节。本文着重介绍了南瑞公司NES-5100励磁装置的PSS环节的构成原理及模型构建之中需要注意的问题，并介绍了PSS建模后验证试验中重点关注正阻尼的效果，并对试验结果进行初步的分析。 关键字：PSS 电力系统 励磁系统 1电力系统稳定器概念及功能 电力系统稳定器（PSS）是一种自动控制装置，是为改善同步电机稳定性而设计的，与励磁控制配合使用。现代的发电机组，配备高增益的电压调节器，降低了整个系统的固有阻尼，以增强暂态稳定性，但降低它的动态稳定性。PSS提供了一个正阻尼系数，以阻尼发电机角度的摆动，并且对电力系统的多个振荡方式进行阻尼，提高了对小信号（静态）的稳定。电力系统因功率传输发生低振荡而需要采取PSS增强稳定效果的情况主要有2种：一种是一个电站中的一台或多台同步电机一起对较大的电力系统或负荷中心出现振荡，属于“本地振荡”方式，其振荡频率约为1.0～2.0Hz。另一种是电力系统中某一部分的许多同步电机，联合起来对该系统其他部分出现振荡，属于“区间振荡”方式，其振荡频率约为0.1～0.7Hz。区间方式振荡的最典型的例子是在美国西部南加利福尼亚区和太平洋西北区之间的0.3Hz的振荡模式。 2 NES-5100装置PSS环节原理简述 NES-5100装置PSS环节为数字式PSS，无专门的硬件模块，仅是调节器上的一个功能软件模块。输入采用转子转速和电功率，基于加速功率积分的原理构成。通过测量到发电机的电压和电流计算出一个电功率信号和转子转速信号，均由二级隔直进行处理，以去掉低频信号的影响。等效的转速信号积分再除以2H而得到，对转子转速的响应很灵敏。在低频率时没有过多的相位超前（这对同步转矩有不利的影响），对必然存在于PSS输入电功率信号中的，因机械功率快速变化而引起的发电机机端电压的偏移不反应。图1表示转速信号ω和电功率信号P经积分、滤波得出的加速功率积分再经过两个超前/滞后级、一个调整增益级和一个输出限制级处理后，得到适合特定应用的PSS信号。 图1 NES-5100型励磁调节器PSS模型 3 PSS建模过程 3.1　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,Q=18Mvar，运行机组机组PSS退出，AGC退出，外接设备产生白噪声信号进行无补偿频率响应特性测量。应该使励磁系统引入PSS后产生的合成电磁转矩在0.1Hz～2.0Hz的范围内滞后-△Pe约60°～120°。若用Φpss表示PSS的超前相位，则应该使Φc=Φe+Φpss在（-60°，-120°）之间。 根据上述原则用逐步逼近的方法确定机组PSS的参数为： Ks3=1、T8=0.6S、T9=0.12S、T8=0S、T9=0S、M=5、N=1、 T1=0.2S、T2=0.02S、T3=0.1S、T4=0.01S、Tw1= Tw2= Tw3= T7=5S、Ks1=3、Ks2=0.634，计算所得PSS特性Φe+Φpss计算得到。具体结果见表1. 表1 PSS模型相频特性和有补偿特性 　从表可见，在低频震荡频率0.Hz～2.0?Hz范围内-54.5°～-110.4°的要求此组PSS。????????　PSS增益　　，　　　先进行PSS不投入时%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±%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）。　　由图可见，在PSS未投入运行的条件下，做机端电压±%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.Hz。在下阶越时有功功率产生三摆振荡，振荡频率为1.Hz。　　PSS投入，重做±%阶越试验。通过调节励磁调节器的输出，在发电机机端产生±%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）。 由录波图可见，PSS起到了抑制功率振荡的作用，无论是上阶越是下阶越时，只产生一摆振荡，振荡频率为1.Hz。 3.4　PSS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