发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法，该方法对发电机组一次调频控制回路中的输出指令信号进行非线性限速计算处理，然后将计算处理好后的信号作为新的发电机组一次调频控制输出指令信号，替代原发电机组一次调频控制回路中的控制输出指令进行一次调频控制。由于对发电机组一次调频控制指令进行非线性限速处理，因而，本方法具有实施方便、参数整定容易、鲁棒性强等特点。
【专利说明】发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力【技术领域】，特别是设及一种发电机组一次调频非线性调速侧电力 系统稳定器控制方法。
【背景技术】
[0002] 低频振荡是一种不利于电力系统安全和稳定运行的现象，会严重影响电力系统的 稳定性和发电机组的安全运行，甚至对电力系统造成破坏、导致大面积停电。抑制系统低频 振荡的一种常用方案是由电力系统稳定装置任S巧作用于发电机组的励磁系统。但由于励 磁系统与电力系统及其运行方式和工况密切相关，使得电力系统中PSS的协调设计和安装 地点的选择成了 PSS能否用于电力系统的关键和难点。目前，在已经安装了 PSS的发电机 组中，低频振荡依然时有发生。
[0003] 当电网系统发生低频振荡时，电网频率和机组功率也会发生相应的振荡，导致调 速系统和一次调频相应的动作，将发生调速系统与电网系统的共振，进一步恶化电网系统 的低频振荡，严重威胁电网系统的安全。
[0004] 调速系统附加阻巧控制与PSS在结构和功能上是类似的，也称之为调速器侧电力 系统稳定器（GPSS)，其作用是通过控制量输入调速系统控制产生一个正阻巧力矩来抑制电 力系统的低频振荡。由于汽轮机调速系统与电网状态联系较弱，因此GPSS对系统运行方式 及工况的鲁椿性好，并且具有多机解禪特性。目前实现GPSS的方法主要是通过在转速反馈 通道中加超前校正来实现抑制低频振荡，超前校正参数设定只是要求相位补偿大于相位滞 后，低频振荡的抑制效果差，同时控制动作太过频繁而引起调速系统负荷较重，增加调速系 统的故障率，导致电力系统的稳定性和发电机组的安全性降低。
[0005] 另外，汽轮机调速系统的参数选择不当会提供负阻巧恶化系统的低频振荡。为提 高电网频率的控制精度，一般要求并网发电机组投入一次调频功能，电网相关部口实时监 测各台发电机组的一次调频实际动作情况，对一次调频动作不合格的机组实行考核。由于 受电网频率波动的随机性和不确定性等因素影响，发电机组实际一次调频动作常常出现负 荷补偿量不足而被电网考核的情况。为提高发电机组一次调频负荷补偿量，避免考核，发电 机组侧通常采取降低不等率、增大一次调频负荷指令等措施，虽然提高了一次调频负荷补 偿量，但却降低了系统的稳定性，加剧了汽轮机调口的振荡，增加了调口的故障率，有时甚 至引发汽轮机调口 EH油管断裂等恶性事故。
【发明内容】
[0006] 针对上述振荡抑制方法对低频振荡的抑制效果差，导致电力系统的稳定性和发电 机组的安全性低的问题，避免汽轮机调速系统提供负阻巧而恶化系统的低频振荡的发生， 本发明的目的是提供一种发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法。为 此，采用的技术方案如下。
[0007] 一种发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法，对发电机组一次 调频控制回路中的输出指令信号进行非线性限速计算处理，将处理所得信号替代原发电机 组一次调频控制回路中的控制输出指令进行一次调频控制，
[000引所述的对发电机组一次调频控制回路中的输出指令信号进行非线性限速计算处 理，步骤如下：
[0009] 步骤1，将发电机组一次调频控制回路中的输出指令信号送到计算处理回路的IN 输入端，通过运算将IN信号分解为Di和D f两个分量的信号，按如下公式进行：
[0010] Di=(l-Kr).IN [00 川 Df=Kr.IN
[0012] 式中，Kf为阻巧作用强度参数常数；
[0013] 步骤2,对步骤1中得到的Df信号进行计算处理，拆分为正数值分量信号D fp和负 数值分量信号Dfw，计算按如下公式进行：
【权利要求】
1. 一种发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法，其特征在于，对发 电机组一次调频控制回路中的输出指令信号进行非线性限速计算处理，将处理所得信号替 代原发电机组一次调频控制回路中的控制输出指令进行一次调频控制， 所述的对发电机组一次调频控制回路中的输出指令信号进行非线性限速计算处理，步 骤如下： 步骤1，将发电机组一次调频控制回路中的输出指令信号送到计算处理回路的IN输入 端，通过运算将IN信号分解为DJPD,两个分量的信号，按如下公式进行：
式中，&为阻尼作用强度参数常数； 步骤2,对步骤1中得到的Df信号进行计算处理，拆分为正数值分量信号DfP和负数值 分量信号DfN，计算按如下公式进行：
步骤3,对步骤2中得到的DfP和D信号分别进行非线性限速运算处理，得到D2信号和 D3信号， 非线性限速运算处理的限速运算函数有3个输入信号，分别为输入信号Rin、上一周期 运算结果和速率限制设置参数R，限速运算函数有1个输出信号R_，限速运算函数 根据以下2种情况来进行运算：
第1种情况： T为运算周期时间常数，工程单位为s，当满足 时，则本次运算1?_输 出按下公式进行计算：
得到1?_后，将其值赋给R，以便在下一运算周期时被调用：
步骤3. 1 :正数值分量信号DfP的非线性限速运算处理，若是上升的运算，则选择较高的 限速参数值；若是下降的运算，则选择较慢的限速参数值。按以下公式进行限速参数值RP的 选择计算：
式中，Rf为较高的速率限制参数常数，1^为较慢的速率限制参数常数， 得到RP后，对DfP进行RL限速函数运算，得到D2信号，计算如下：
得到％后，将其值赋给D ，以便在下一运算周期时被调用： 〇2(n-l) = 〇 2 步骤3. 2 :负数值分量信号DfN非线性限速运算处理，若是上升的运算，则选择较慢的限 速参数值；若是下降的运算，则选择较高的限速参数值。按下公式进行限速参数值RN的选 择计算：
得到馬后，对DfN进行RL限速函数运算，得到D3信号，计算如下： D3 -RL(Dffl，Dgm，Rn) 得到〇3后，将其值赋给D ，以便在下一运算周期时被调用： 〇3(n-l) = 〇 3 步骤4 :将步骤1中计算得到的Di、步骤3中计算得到的％和D3相加起来，得到计算处 理回路的输出信号OUT: OUT=Di+D2+D3 将计算得到的计算处理回路OUT信号替代原发电机组一次调频控制回路中的控制输 出指令进行一次调频控制。
2. 根据权利要求1所述的发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法， 其特征在于， 阻尼作用强度参数常数&为可调参数，其取值范围0?1 ; 运算周期时间常数T的选取范围为0. 05s?0.Is; 较高的速率限制参数常数Rf为可调参数，工程单位为％ /s，选取范围为100?1000 ; 较低的速率限制参数常数Rs为可调参数，工程单位为％ /s，根据具体电网的低频振荡 特征频率和发电机组容量来调整，选取范围为0. 1?1。
3. 根据权利要求2所述的发电机组一次调频非线性调速侧电力系统稳定器控制方法， 其特征在于， 阻尼作用强度参数常数&为0. 8 ; 速率限制参数常数&为1000%/s; 速率限制参数常数&为〇. 25% /s。
【文档编号】H02J3/24GK104485676SQ201410857463
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】朱亚清, 张曦, 黄卫剑, 伍宇忠 申请人:广东电网有限责任公司电力科学研究院