基于低频振荡阻尼灵敏度和等效交流增益的PSS时间常数优化试验方法

摘要

本发明公开了一种基于低频振荡阻尼灵敏度和等效交流增益的PSS时间常数优化试验方法，该方法包括等效交流增益对比法试验步骤、以及以低频振荡阻尼灵敏度为目标函数的时间常数优化步骤，其中等效交流增益对比法试验步骤保证了在时间常数进行调整前后，PSS环节产生的附加转矩均相等，从而实现在相同大小PSS附加转矩条件下，不同相位补偿角时的PSS作用效果比较，得知如何选择或进一步调整超前滞后环节时间常数T1～T6；以时低频振荡阻尼灵敏度为目标函数的间常数优化方法依据从发电机有功功率的小阶跃扰动试验得到的阻尼比数值和现场整定的时间常数来计算低频振荡阻尼对时间常数的灵敏度；然后根据阻尼比的大小和变化趋势调整参数。

主权项

基于低频振荡阻尼灵敏度和等效交流增益的PSS时间常数优化试验方法，该方法包括如下步骤：步骤一：等效交流增益对比优选试验法步骤首先，根据机组的典型特性设计时间常数，得到初始的在低频振荡带宽上所需的频率补偿特性；其次，选定频段在T1～T6中选择对应时间常数来进行优化调整，参数的调整按照在主振频率下PSS的交流增益KpN×︱G(s)N︱保持恒定不变的原则，如公式（1）所示；等效交流增益计算公式：Kp0×︱G(s)0︱＝Kp1×︱G(s)1︱=……＝KpN×︱G(s)N︱        （1）式中：Kp0：PSS在主振频率下的初始放大倍数；Kp1：PSS在主振频率下经过第1次参数修改后的放大倍数；︱G(s)0︱：PSS在主振频率下传递函数部分的初始交流增益；︱G(s)1︱：PSS在主振频率下经过第1次参数修改后传递函数部分的初始交流增益；KpN：PSS在主振频率下经过第N次参数修改后的放大倍数；︱G(s)N︱：PSS在主振频率下经过第N次参数修改后传递函数部分的初始交流增益；然后，分别在上述条件下进行发电机有功功率的小阶跃扰动试验，检验其对低频振荡的阻尼效果，阻尼比的大小用公式（2）来表示；阻尼比计算公式： ξ = 1 2 Nπ ln ( P 1 - P 2 P 2 N + 1 - P 2 N + 2 ) - - - ( 2 ) 式中：ξ为阻尼比；N——计算周期数；P1、P2——为第一个和第二个功率峰值，单位为兆瓦（MW）；P2N+1、P2N+2——为第（2N+1）个和第（2N+2）个功率峰值，单位为兆瓦（MW）；最后，根据阻尼比由小变大的变化趋势调整参数，一直到阻尼比达到顶值开始下降出现拐点或励磁控制系统发生振荡为止，此时对应的值即为最终选定值；步骤二：变时间常数低频振荡阻尼灵敏度优化步骤依据发电机有功功率的小阶跃扰动试验得到的阻尼比数值和现场整定的时间常数由式（2）计算阻尼比，式（3）计算低频振荡阻尼对时间常数的灵敏度；低频振荡阻尼对时间常数的灵敏度： S TN = ( ξ 1 - ξ 0 T N 1 - T N 0 ) - - - ( 3 ) 式中：STN：PSS改变第N个时间常数条件下低频振荡阻尼比变化的灵敏度；TN0：PSS在主振频率下第N个时间常数的初始值；TN1：PSS在主振频率下经过对第N个时间常数参数修改后的值；ξ0：PSS在主振频率下第N个时间常数初始值时的阻尼比；ξ1：PSS在主振频率下经过对第N个时间常数参数修改后的阻尼比；然后，根据灵敏度的大小和变化趋势调整参数，一直到灵敏度达到0值并开始下降出现拐点为止，此时对应的值即为工程上的最佳整定值，如此轮流对各时间常数进行优化。