PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定分析

摘要：PSS2B型电力系统稳定器在电力系统中应用非常关键，对电力系统稳定性有重要影响。在当前社会发展背景下，相关专家开始研究PSS2B型电力系统稳定器的高增益参数整定，继续提升系统应用效率。针对PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定进行分析，提出实时运行分析方法，并且提出提高阻尼力矩和同步力矩的增益方法，最后通过试验验证，该方法应用合理。

关键词：PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定

中图分类号：TM712

AnalysisofHigh-GainParameterSettingofPSS2BPowerSystemStabilizer

LANXinYANGLiuWANGHaihai

NanchangKechenElectricPowerTestResearchCo.，Ltd.，

NanchangCity，JiangxiProvince，330096China

Abstract：PSS2Bpowersystemstabilizerisveryimportantintheapplicationofpowersystem，andhasanimportantinfluence ;onthestabilityofpowersystem.Inthecurrentcontextofsocialdevelopment，relevantexpertsbegantostudythehigh-gainparametersettingofPSS2Bpowersystemstabilizertocontinueimprovingtheapplicationefficiencyofthesystem.AnanalysisisconductedonthehighgainparametersettingofPSS2Bpowersystemstabilizer.Areal-timeoperationanalysismethodisproposed，andagainmethodforimprovingdampingtorqueandsynchronizationtorqueisproposed.Finally，experimentalverificationshowsthattheapplicationofthismethodisreasonable.

KeyWords：PSS2B;Electricpowersystem;Stabilizer;Highgainparametersetting

在我国社会发展背景下，对电力系统建设和应用提出更高要求，并且为了满足电力输送要求，开始提出自动励磁调节器的应用，也开始建设跨省联网，以满足缺电省份的需求。但是，此种情况，在应用时出现电力系统动态稳定性下降的问题，低频振荡问题随之产生，严重影响电力系统应用效果。在长期研究中发现，PSS2B稳定器在应用时能够有效控制低频振荡，切实提升系统应用效果，使系统应用趋于稳定。因此，在一段时间内，PSS2B型电力系统将成为我国电力系统研究的重要目标。

1PSS2B型电力系统稳定器研究

PSS2B型电力系统稳定器是当前电力系统应用的关键性稳定器，该稳定器属于双输入稳定器，在其设计和投入应用后在提高电力系统稳定性方面具有绝对优势。

PSS2B稳定器在应用过程中会产生两个输入信号，其中包括发电机转速偏差信号和电磁功率偏差信号。如此设计能够切实有效避免稳定器出现反调现象，其自身运行稳定，也能够提升电力系统稳定性。另外，本文研究中发现，稳定器在最初应用阶段会产生转速偏差信号，从而导致同步轴系扭振信号出现，对自身性能进行影响。因此，相关专家在对PSS2B型电力系统稳定器进行改进研究后，提出应用轴系扭振滤波的建议，经过实践轴系扭振滤波应用切实改变了偏差信号问题，使稳定器应用更加安全。

PSS2B型电力系统稳定器在应用过程中对其参数整定过程非常关注，要求整个过程考虑次同步分量产生的低频振荡信号影响，同时也需要放置次同步信号、低频信号在运行中产生的交互影响。如此一来，通过多次的参数调整，可确保稳定器能够在电网运行的多种工况下提供稳定和保障作用。

如今，我国电力系统不断发展，开始重视PSS2B型电力系统稳定器增益系数设置，通过增益提升其应用效果，使稳定器能够适应不同情况。通过本文研究发现，目前稳定器的增益系数主要为功率匹配系数sK，转速偏差增益系数ωK和PSS增益系数pK等，以上多种增益系数都可以有效抑制低频振荡信号和次同步扭振信号产生，继而保证系统应用良好。为此，稳定器应用过程中需要整定参数，挖掘整定参数影响程度和规律，选择最优增益参数整定方法。

2研究背景及意义

2.1研究背景

本文针对性研究PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定，从而提升稳定启动应用效率。而其实，我国在电力系统的发展背景下，早已非常重视稳定器的研究与开发。本文的研究正是在整体研究的背景下开展。

（1）2016年，梨园、阿海电厂共4 400MW的装机配套金中直流运行，其中3 200MW电力经金中直流送出、剩余1 200MW通过交流送出，在当时的网架结构下两厂的PSS临界增益分别做到30、14（整定增益取13、7），考虑励磁系统之后的PSS综合增益为10左右，以满足两厂满负荷送出需求。

（2）2019年，澜沧江上游电厂开始供电，容量超过送电能力。所以，为提升系统的应用效果，相关专家针对性提出PSS的交流增益及考虑励磁之后的综合增益，以提升阻尼效果为目标，改善系统稳定性，不仅提升了系统应用效率，更是在很大程度上优化了电力系统应用稳定性，保证系统应用效果。

2.2PSS2B型电力系统稳定器研究的意义

新时期，我国社会高速发展，工业建设逐渐完善，对于电力资源的应用需求与日俱增。因此，我国开始大力建设电力系统，包括新能源电力的建设和接入，从而使我国电力系统容量剧增，此种情况从总体上而言对于我国电能储存具有绝对优势，但是电力系统大量扩容之后，电力系统送电和负荷承载压力巨大，如果不进行处理将会影响电力系统运行稳定性。而PSS2B型电力系统稳定器的应用就是限制低频振荡的影响，从而保证系统应用效率升级。但是，在应用PSS2B型电力系统稳定器时发现，系统在应用过程中也会出现效果不明显的情况，难以满足电力系统稳定性需求。因此，为优化系统，相关专家提出稳定器高增益参数整定措施，其中包括基于现场试验的临界增益法等，可优化稳定器参数，继而在稳定器效率升级后，提升电力系统稳定性。

通过对上述分析可知，本文研究PSS2B型电力系统稳定器高增益方法也有利于提升稳定器应用效率，促进稳定器优化升级，为电力系统运行提供保障。

3PSS2B型电力系统稳定器高增益方法及参数

本文为验证目前PSS2B型电力系统稳定器高增益方法的实效性，针对性研究多种增益方法，以下是对PSS2B型电力系统稳定器高增益方法进行综合研究。

3.1依靠闭环根轨迹图确定PSS理论临界增益

从理论角度出发，PSS的增益完全可以利用闭环根轨迹进行分析。若有特征值根轨迹随回路增益增大由复平面的左半平面进入右半平面，则该特征值到达虚轴时所对应的开环回路增益即为临界增益。当PSS开环回路增益Ks1逐渐增大时，机组励磁振荡模态的根轨迹将穿越虚轴进入复平面的右半平面，穿越虚轴时该模式的阻尼比为0，对应的Ks1（Kolmogorov-Smirnov指标）即为临界增益。

3.2不同工况下的PSS理论临界增益分析

实际上，频域小扰动根轨迹与系统运行方式密切相关，临界增益也将随着机组运行方式不同而有所不同。机组有功出力越大，其临界增益越小；机组有功出力相同时，随着无功出力减小直到最大进相深度，其临界增益将逐渐减小；有功出力较无功出力对临界增益的影响更大，当机组处于最大有功出力和最大进相深度工况下，其PSS的临界增益最小。

3.3AVR增益下的PSS理论临界增益分析

自动电压调节器（AutomaticVoltageRegulato，AVR）和电力系统稳定器（PowerSystemStabilizer，PSS）都是电力系统运行过程中的重要装置和设备，系统应用的作用均是保证电力系统稳定运行。AVR利用调节发电机电压来保持系统的电压正常，而PSS在应用时利用正阻尼来抑制电力系统的低频振荡。

AVR增益则代表AVR设备对电力系统电压变化的响应情况。根据研究发现，AVR增益越大，AVR就具备更强的电压变化的调节能力。然而，过高的AVR增益可能引起系统阻尼的降低，影响系统稳定性。

PSS理论临界增益是指PSS在电力系统中应用时，其通过正阻尼抑制系统低频振荡时的增益最小值。如果PSS设备增益低于最小临界值，将导致系统提供正阻尼不符合应用要求，无法有效抑制系统的低频振荡。此种情况下电压的稳定性受到影响，而本文研究中不同AVR增益下的PSS理论临界增益，其实也是为了探讨二者之间的相互关系，从而为后续二者组合应用于电力系统奠定基础[1]。

4PSS2B型电力系统稳定器增益参数试验

本文在进行研究的过程中，提出多种PSS2B型电力系统稳定器增益方法，为进一步深入研究增益参数，在实施研究的过程中，也针对性提出增益参数试验，在试验开展的过程中以某机组为研究对象，针对性研究不同增益参数之下的试验数值，对增益参数的运行产生一定影响，不利于增益参数管理，以下是对PSS2B型电力系统稳定器增益参数试验进行全面分析。

4.1某机组运行情况分析

本文为确保研究具有实践性，挑选某发电机组为研究对象，将PSS2B型电力系统稳定器接入发电机组，并对不同增益参数情况下的发电机组运行状态进行分析。首先，在试验之前，要针对性研究发电机组的运行参数（如表1所示）[2]。

4.2设置某机组的理论临界增益参数

本次研究的目的在于某机组理论临界增益参数，在实施研究的过程中，主要针对理论临界增益参数进行深入分析，在研究中设置不同增益效果的参数，在机组运行中，计算KsL理论值，并在后期提出增益参数的效果比较，选择最佳参数。

4.3试验结果及讨论

在本次试验研究后，主要针对PSS交流增益、综合增益以及本机振荡等参数进行对比。其中前两项代表增益参数不同情况下的增益效果，数值越大，达标增益效果越好，对振荡的抑制作用越大，同时也将阻尼比增大。在研究中主要针对0.6Hz和1.0Hz下的情况进行分析，以表3为具体统计结果[3]。

通过对上述统计研究可以得出相应的结论：

（1）从PSS交流增益参数来看，最为原始的增益参数无论是0.6Hz还是1.0Hz，其数值均为最低，分别为0.2975和0.2938，代表原始增益参数在应用过程中的效果一般，步入后提出两种增益方法和参数。而参数3-7的0.6Hz和1.0Hz状态下的PSS交流增益参数更高，数值分别达到0.4212和0.3975，代表其增益效果更好，适合在电力系统中推广应用[4]。

（2）从综合增益参数角度来看，目前增益效果受到影响比较大。但是，3种参数相关的增益变化相同，依然是参数3-7时的增益效果最佳，数值分别达到25.510和23.203。

（3）通过振荡和阻尼比数值比较而言，振荡更小，阻尼比更大的增益参数组代表具有更好的增益效果。按照上述数据统计可知，增益效果最好的是参数3-7，能够将振荡控制在0.920，阻尼比达到25.7[5]。

5结语

综上研究可知，当前PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定过程中，采用本文提出的3-7参数最佳，而该参数为AVR增益下的PSS理论临界增益参数，所以证明该方法适合推广。

参考文献

[1]章泽生，陈刚.PSS2B型电力系统稳定器高增益参数整定分析[J].云南水力发电，2022（8）：259-266.

[2]黄柯维，张元栋，任忠芳，等.某巨型水电站电力系统稳定器（PSS2B）的试验及参数整定[J].水电与新能源，2023，37（6）：40-44.

[3]屈娇萍，田晶京，陈小强.基于双输入的高增益DC/DC变换器拓扑分析及参数设计[J].兰州交通大学学报，2023（5）：74-81.

[4]萧展涛，林维明，朱逸.单级高增益LED驱动电路和融合可见光通信调制的控制策略[J].中国电机工程学报，2023（23）：9262-9273.

[5]曹磊，胡志鹏.一种高增益电压放大电路的设计与实验[J].电气电子教学学报，2023，45（2）：177-181.