電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對三峽輸電系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的影響

1、第26卷第8期電網(wǎng)技術(shù)Vol.26No.82002年8月PowerSystemTechnologyAug.2002文章編號：10003673（2002）08004404電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對三峽輸電系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的影響朱方1，劉增煌1，高光華2?1?中國電力科學(xué)研究院，北京100085；?2?長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，湖北省武漢市430010）INFLUENCESOFPOWERSYSTEMSTABILIZERONDYNAMICSTABILITYO

2、FTHREEGGESPOWERSYSTEMZHUFang1LIUZhenghuang1GAOGuanghua2(1.ChinaElectricPowerResearchInstituteBeijing100085China（2.ChangjiangInstituteofServeyPlanningDesignResearchWuhan430010HubeiProvinceChina)ABSTRACT:Theinfluencesofpow

3、ersystemstabilizers(PSS)whichareappliedinthegeneratexcitationcontrolsystemsofThreeGgesPowerStationonthedynamicstabilityofThreeGgesPowerSystemareanalyzedcalculated.Givingpriitytothefourbasicpowerflowsi.e.thefloodseasonlar

4、gepowerflowthefloodseasonsmallpowerflowthedryseasonlargepowerflowthedryseasonsmallpowerflowthesystemstabilitiesunderlargedisturbancesmalldisturbancearecalculated.TheresearchresultsshowthatwhenthePSSisnotequippedthedampin

5、gofThreeGgesPowerSystemwillbeinsufficientthelowfrequencyoscillationswilloccur.TherefewhenthePSSareappliedthedampingofThreeGgesPowerSystemwillberemarkablyenhancedthesystemstabilitywillbeimprovedtherefeitisfeasiblenecessar

6、ytoinstallPSSinThreeGgesPowerStation.KEYWDS:powersystemdynamicstabilitylowfrequencyoscillationPSS摘要：對三峽電站發(fā)電機采用的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）對三峽電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響進行了分析和計算。以2010年的豐大、豐小、枯大、枯小四種基本潮流為主，計算了大干擾、小干擾時的系統(tǒng)穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，三峽電站發(fā)電機無PSS時電力系統(tǒng)因阻尼不足

7、會產(chǎn)生低頻振蕩，采用PSS可明顯增強三峽電力系統(tǒng)的阻尼，提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性；三峽電站發(fā)電機采用PSS是必要的，可行的。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；動態(tài)穩(wěn)定性；低頻振蕩；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器中圖分類號：TM712文獻標識碼：A1前言三峽電站及其輸電網(wǎng)的建設(shè)是舉世矚目的宏偉工程。建成后的三峽電力系統(tǒng)是否存在動態(tài)穩(wěn)定問題？國產(chǎn)的三峽電站發(fā)電機勵磁系統(tǒng)應(yīng)采用什么控制規(guī)律？這是大家非常關(guān)心的。國內(nèi)對發(fā)電機勵磁控制的研究很活躍，這是可喜的現(xiàn)象。但一種控制理論的產(chǎn)

8、生，與應(yīng)用這種控制理論制成工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)實際中廣泛應(yīng)用，是兩回事。目前我國電力行業(yè)，對如何將創(chuàng)新的控制理論轉(zhuǎn)化為工業(yè)控制產(chǎn)品，尚缺乏規(guī)范的管理。發(fā)電機勵磁控制中的PID調(diào)節(jié)和附加的PSS控制，仍是現(xiàn)代大型發(fā)電機中最廣泛應(yīng)用的。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PowerSystemStabilizer）自60年代出現(xiàn)以來，已在全世界電力工業(yè)中普遍應(yīng)用，成為改善電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的首選措施。國際大電網(wǎng)會議第38組38.01.07工作組對各種阻尼振蕩措施進行

9、了研究，并依其效果進行排序，PSS排在首位，其次是HVDC和SVC輔助控制[1]。文獻[2]作者認為：“以固定的參數(shù)滿足較寬范圍系統(tǒng)條件的要求是可能的。因此，至今為止幾乎沒有動力來考慮自適應(yīng)系統(tǒng)”。三峽電站發(fā)電機采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對改善三峽電力系統(tǒng)穩(wěn)定的效果如何？固定參數(shù)的PSS能滿足三峽電力系統(tǒng)各種運行方式的要求嗎？本文針對以上問題進行了研究和分析。2應(yīng)用PSS解決三峽電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的計算分析2.1三峽電力系統(tǒng)概況三峽電力系統(tǒng)包括三

10、峽電站及華中、華東和46PowerSystemTechnologyVol.26No.8函數(shù)為ssssssP38.1146.0131302.012)(???????限幅值為0.15。三峽電力系統(tǒng)內(nèi)除三峽電站發(fā)電機外，四川網(wǎng)的二灘水電站、瀑布溝水電站等及華中網(wǎng)的小浪底水電站、葛洲壩水電站、隔河巖水電站、五強溪水電站等一些大、中型水電廠的發(fā)電機也采用了快速勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽輪發(fā)電機一般采用常規(guī)勵磁系統(tǒng)，交流勵磁機時間常數(shù)取為0.35s，直流勵磁

11、機的時間常數(shù)一般取0.5s。計算中主要考察三峽電站發(fā)電機勵磁控制對系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的影響，其它電站均不加PSS。2.2.3負荷模型負荷模型采用由恒定阻抗、恒定電流、恒定功率并計及頻率特性因子的綜合負荷模型，對應(yīng)于BPA程序中的LB型負荷模型。具體為：四川電網(wǎng)：30%恒定阻抗，30%恒定電流，40%恒定功率。華中電網(wǎng)：40%恒定阻抗，60%恒定功率。華東電網(wǎng)：40%恒定阻抗，60%恒定功率。各電網(wǎng)有功負荷的頻率因子取為1.8，無功負荷頻率因子

12、取為?2.0。2.2.4直流控制系統(tǒng)模型華中和華東電網(wǎng)間用純直流輸電方式連接，計算中采用能模擬直流電壓和電流測量環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)器VDCOL限制環(huán)節(jié)和觸發(fā)控制環(huán)節(jié)的直流系統(tǒng)模型。該直流控制系統(tǒng)可模擬直流調(diào)制并可進行直流線路的故障操作。直流系統(tǒng)可按定功率或定電流控制方式運行，并可自動進行方式變換。2.2.5故障模擬方案計算中分別用小干擾信號和大干擾信號對三峽電站高壓出線首端進行擾動。小干擾信號為在三峽電站出口高壓母線三相短路二個周波后故障自

13、動消失，不切線路。大干擾信號為在三峽電站出口高壓輸電線首端，三相短路五個周波后，線路兩端同時切除故障線。2.3計算結(jié)果（1）豐大方式下，三峽發(fā)電機無PSS時，在所有擾動地點發(fā)生任一種擾動，三峽電力系統(tǒng)會產(chǎn)生增幅功率振蕩，動態(tài)不穩(wěn)定（見圖2上）。三峽發(fā)電機采用PSS后，三峽電力系統(tǒng)的阻尼得到明顯改善小擾動功率振蕩經(jīng)過3次擺動就平息了（見圖2下），阻尼比ξ大于0.15；大擾動功率振蕩經(jīng)過4次擺動后也基本衰減下來。圖3是在三峽電力系統(tǒng)中的一些

14、大型水電廠也投入PSS后的長過程計算，5次搖擺后振幅衰減為初值的2％左右，其阻尼比ξ大于0.12。圖2豐大方式左一高壓母線小擾動時三峽發(fā)電機的功率波形圖Fig.2ActivepowerwavefmoftheThreeGgesgeneratsfloodseasonlargepowerflowertheleft1highvoltagebussmalldisturbanceSWINGCASEFd101EXECUTEDON031900USING

15、VERSION5.703550BUSPOWERFLOWCASE(FD101)EXECUTEDON02240(0.01500.0)X1500.01350.01200.01050.0900.0750.0600.0450.0300.0150.00.095907846610343592615872872XXXXXXXXXXYYYYYYYYYYY___左一___右一X___左二___右二圖3豐大方式左一–左換線首端大擾動時三峽發(fā)電機的功率波形圖F

16、ig.3ActivepowerwavefmoftheThreeGgesgeneratsfloodseasonlargepowerflowertheleft1leftconverterlinestartpointlargedisturbance（2）豐小方式下的計算結(jié)果與豐大方式下的計算結(jié)果基本相同。無PSS時，在所有擾動地點發(fā)生任一種擾動，都導(dǎo)致三峽電力系統(tǒng)動態(tài)不穩(wěn)定（見圖4上）。采用PSS后，系統(tǒng)的阻尼得到加強，小擾動功率振蕩經(jīng)過1次

17、擺動就平息了（見圖4下）；大擾動功率振蕩經(jīng)過4次擺動后也基本坓義?????????塅?嘔?傳??????單義??卒佉???????單倠壞剅?佌???????????啃??乏?????????????????????????僞卓??????????坍????獅湡慸??ㄠ????獅湡慸??ㄠ????獅湡慸??ㄠ????獅湡慸??ㄠ?Ｐ?〨????????堠???????????????????????????????????????????

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