PSS抑制次同步谐振的研究 Research on PSS for Mitigating Subsynchronous Resonance.pdfVIP

第23卷第5期 电 力 学 报 V01．23No．5 El，ECTRIC 2008年10月 JOURNAl，OF POWER Oct．2008 文章编号： 1005—6548(2008)05—0379—04 PSS抑制次同步谐振的研究 刘 鹏，张俊芳 (南京理工大学动力工程学院。南京210094) 摘 要：次同步谐振对电力系统的安全稳定有严重的影响，电力系统稳定器(PSS)广泛应用于 抑制低频振荡和提高系统小扰动的稳定性。基于机电系统小信号模型，采用特征值分析法，研究了 PSS励磁控制对次同步谐振的抑制效果，分析了三种形式的PSS对阻尼特性的影响。结果表明，选 择合适的输入信号和加装扭转滤渡器的PSS在合适的增益下，可以使PSS在提高低频振荡稳定性 的同时，实现缓解次同步谐振的目的。 关键词：次同步谐振I小信号模型；特征值分析法；PSS 中图分类号：TM712 文献标识码：A 抑制次同步谐振(SSR)可以通过附加或改造一征根法研究多种励磁控制方式及其部分参数对次同 次设备或者通过二次设备(即控制装置)，其本质是 步谐振的影响，并进行了实例计算分析，所得结论对 通过提供对扭振模式的阻尼来抑制SSR，其中最典 系统的安全稳定运行有参考价值。 型的就是利用附加励磁阻尼控制器抑制SSR[1。2]。电 1小信号模型 力系统稳定器是现代励磁控制系统的一部分，其基 本功能是通过附加辅助信号控制励磁以加强发电机 汽轮机发电机的转子是一个复杂的机械系统。 转子振荡的阻尼，作为有效地抑止互联系统的区域 该转子包括有各种尺寸的机械加工轴段以及与转子 间低频振荡的手段，当PSS应用在大型汽轮发电机 连成一体或通过热胀冷缩配合或键销配合连到转子 组上时，会在一定条件下激发轴系的扭振，会引发系 上的联轴节。汽轮机包括圆盘、叶片和其他较小的部 件。发电机包括线槽和挡圈。这样的转子系统有大 统次同步振荡[3。5]，研究励磁控制对SSR的影响有 量的扭振模式，可以高于或者低于工频。由于电气系 重要的应用价值。文献[4]解释了PSS对系统低频振 荡模态的抑制作用和它对轴系其他次同步扭振模态 统和转子机械系统相互作用所引起的问题主要在次 同步频率范围，在与电气系统相互作用研究中，可以 的危害及其原因。文献[6]从PSS抑制低频振荡的原 理得到启示，对励磁系统在次同步频段的相位滞后 用简单的集中质量模型来代表转子系统[8]，如图1 进行合适的补偿，PSS也将在次同步频率下提供一 所示。 定的正阻尼，从而缓解SSR问题。 单机无穷大系统如图2所示。发电机组为一台 800 基于系统小扰动方程分析次同步振荡机理的方 889MV·A，18．5kV，1 r／rain带串联式机组。 法典型的有特征值分析法与复数力矩系数法。对于 可不考虑非线性因素影响的系统而言，这些方法原 理清晰，易于实现[7J。 文献[3]利用发电机三阶模型，忽略了阻尼回 田1轴系模型 路，阻尼绕组对系统稳定也有一定的影响。文献[8] 将轴系的质量块模型加入到单机无穷大模型中，采 ’矿 用发电机六阶详细模型，分析了一种结构的PSS对 次同步振荡的影响。本文在更为常见的AVR+PSS