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Rolls-Royce公司电力系统稳定器(PSS)在国产600MW汽轮发电机组上的应用（2） |
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| Rolls-Royce公司电力系统稳定器(PSS)在国产600MW汽轮发电机组上的应用（2） |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:35:30  |
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将计算所得的各低频振荡频率下PSS相位角Φp与现场测得的在线无补偿频率特性上同频率下励磁系统滞后角Φe相加，得到在线有补偿频率特性计算值。计算所得的在线有补偿频率特性见下表2。
从表2可见，在低频震荡频率0.2Hz-1.7 Hz范围内都基本满足滞后-80°---（-135°）的要求，此组PSS参数是比较合适的。
图2 PSS系统相频特性曲线
图3 Kp=2.0时幅频特性曲线
表2 在线有补偿频率特性计算值
其中：Φ=Φe + Φp
5.3 阶越响应（以4#机组为例）
试验条件：发电机并网运行，P=589.6MW Q=77.4Mvar Vt=19.44KV
先进行PSS不投入时2%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±2%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4）。
由图4可见，在PSS未投入运行的条件下，做机端电压±2%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1.5Hz。在下阶越时有功功率产生三摆振荡，振荡频率为1.5Hz。
通过自动励磁调节器（AVR）控制屏幕调整PSS增益Kp=0.5，投入PSS，重做±2%阶越试验。通过调节励磁调节器的输出，在发电机机端产生±2%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5）。
图4 无PSS时的2%电压阶越响应
图5 有PSS(Kp=0.5)时的2%电压阶越响应录波图
由录波图5可见，PSS起到了抑制功率振荡的作用，无论是上阶越还是下阶越时，只产生一摆振荡，振荡频率为1.5Hz。
图6 有PSS(Kp=1.0)时的2%电压阶越响应录波图
相同工况下，通过AVR控制屏幕调整Kp分别为1和2、3继续做±2%阶越试验，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6、7、8），比较PSS的增益不同时阻尼功率振荡的能力。以找出较合理的PSS增益值。
图7 有PSS(Kp=2.0)时的2%电压阶越响应录波图
由录波图可见，PSS阻尼功率振荡能力随Kp的增大而逐步增强，无论是上阶跃还是下阶跃时，只产生一摆振荡，振荡频率为1.5Hz。
5.4 PSS增益整定
通过以上Kp取不同值时的阶越响应结果可知，PSS阻尼功率振荡能力随Kp的增大而逐步增强，但是增益过大同样会产生不稳定危害，根据图3（ Kp=2.0时的幅频特性计算曲线），PSS在0.5Hz-2Hz时的交流放大倍数约为0.3-0.5，已经足够大。由图5至图8录波图结果，认为取Kp=2比较合适。
5.5 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，若调整速度较快，发电机的无功输出会突然大幅度增加，几秒后又恢复到原来无功水平。如果增加了有功，则无功会会瞬间大幅度减少，几秒钟后恢复到原来水平。无功反调现象严重时将对系统运行带来不利影响。
试验时，PSS投入运行，按正常运行增减负荷速度改变有功功率，观察调节器输出电压和电流，不出现随有功功率变化而大幅度摆动现象。
图8 有PSS(Kp=3.0)时的2%电压阶越响应录波图
6 实验结论
虽然本次实验出于安全性考虑未作大干扰的系统试验，只做了小干扰的机组实验，但是通过实验结果和录波图可看出PSS在增加系统阻尼，抑制发电机有功率振荡、提高系统稳定性方面有明显的效果。同时由于我厂是三机无刷旋转励磁方式，虽然励磁调节器性能优越，反应速度很快，但是根据三机励磁方式本身特有的局限性，我们相信在自并励等其它快速励磁系统上，PSS的效果会更好。
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