PDF《全过程励磁控制对电力系统暂态稳定性的影响》

第2阶段是指从短 路切除到功角摆动到最大值的过程;

第3阶段是指 从功角最大值摆动到最小值的过程;

第4阶段是指 功角的后续摆动过程;

第5阶段是指振荡平息阶段. 从第1阶段开始到第2阶段结束, 在自动电压调节 器( AV R) 的电压参考点上附加一个正参考电压, 尽 可能快、 尽可能大地增加励磁.第3阶段应该迅速 强行减磁, 防止功角反向摆动过大而失步.第4和第5阶段则通过电力系统稳定器( P S S ) 平息振荡. 文献[

3 ] 认为第3阶段无需额外的附加励磁控 制.因为第2阶段结束时, 机端电压会大于额定值, 一旦切除附加的正参考电压, 电压偏差就为负, 使自 并励系统的可控硅自动工作于逆变状态, 从而提供 负励磁电压, 但本文在仿真过程中发现: 若不对第3 阶段进行控制, 通常很难实现强行减磁, 无法有效抑 制转子角的反向摆幅, 个别机组甚至出现后续振荡 变大的情况.本文在文献[

3 ] 的基础上, 完善了五阶 ―

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1 ― 第38卷第15期2014年8月10日Vol.38No.15Aug.10,

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1 4 段控制策略, 即第3阶段时在 AV R 的电压参考点 上附加一个负参考电压.仿真分析表明, 增加第3 阶段的励磁控制能使功角和机端电压更 快达到稳 定. 本文基于电力系统分析综合程序( P S A S P) 中 的自定义平台建立了适用于大型电力系统仿真分析 的全过程励磁控制模型.将全过程励磁控制进一步 应用到一个实际大规模电力系统中的多 台发电机 上, 研究和改进了控制策略, 使得投入全过程励磁控 制的机组在系统故障及其后的暂态过程 中协调配 合. 在提高电力系统暂态稳定性的众多措施中, 全 过程励磁控制是一种短期快速而又经济 有效的办 法.与繁琐的非线性控制策略相比, 全过程励磁控 制具有原理清晰、 简单可靠、 效果明显和便于工程应 用的优点.与快关汽门、 电阻制动、 切机、 静止无功 补偿等措施相比, 全过程励磁控制不仅投资小, 效益 高, 而且对发电机、 锅炉和汽机的冲击最小[

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1 8] , 经 济性和安全性都更优.

1 暂态过程中的全过程励磁控制 在暂态过程中, 发电机对励磁的要求会随着机 端电压、 功角、 有功功率和转速的不断变化而变化. 把暂态过程划分为几个阶段, 在每个阶段有针对性 地采取不同的控制策略, 能够充分发挥励磁控制在 提高暂态稳定性上的潜力.文献[ 3] 提出的暂态过 程的5个阶段如图1所示, 其控制逻辑如图2所示. 图1中: δ 为发电机功角;

Vs 为发电机定子电压. 图2中: VN 为机端电压;

Va d d为五阶段励磁控制附 加电压;

Vr e f为AV R 参考电压;

VP S S 为PSS给出的 附加参考电压. 图1 暂态过程的5个阶段 F i g .

1 F i v e s t a g e so f t r a n s i e n tp r o c e s s 图2 全过程励磁控制的控制方式示意图 F i g .

2 C o n t r o lm o d e s c h e m a t i co fw h o l ep r o c e s s e x c i t a t i o nc o n t r o l 全过程励磁装置第1和第

2 阶段的控制策略 是: 在AV R 的电压参考点上附加一个1 0~2

0 ( 标幺 值) 的正参考电压, 如图2所示.这是基于以下三方 面的考虑: ①附加正的参考电压增加励磁, 可增大制 动转矩, 抑制由于功率不平衡引起的功角增大;

②故障切除后继续增大励磁, 可能带来定子过电压,

1 0%~2 0%的附加参考电压可以保障定子电压不超 过极限值[