[发明专利]增强系统阻尼的核电机组励磁及PSS参数优化整定方法

说明书

技术领域

本发明属于电气工程科学领域，具体涉及一种增强系统阻尼的核电机组励磁及PSS参数优化整定方法。

背景技术

供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统，一般由励磁调节器和PSS两部分组成。励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，向同步发电机转子提供励磁电流。励磁调节器本身是一个滞后单元产生负阻尼，其电磁转矩△Me在△ω轴上投影为负。PSS的控制方式就是在自动励磁调节器AVR中，除以电压偏差△Ue作为反馈量外，再引转速偏差△ω、频率偏差△f、加速功率偏差△P、电功率偏差△Pe中的一个或几个附加信号（一般为两个）作为励磁控制的辅助输入，经一定的相位校正，产生正值的阻尼力矩，平息电机或电力系统的低频振荡，提高系统的动态稳定。我国在励磁系统技术研究和应用方面取得了显著的成绩和重大的进步。从20世纪70年代末开始，我国对励磁及PSS进行了理论的和试验室的试验研究，用自主研制的PSS装置进行了动模试验。1982年，我国自行设计和制造的带电力系统稳定器的自动励磁调节器在湖南凤滩水电厂投入工业运行。2004年自主研发的新型励磁系统在三峡水力发电厂的700MW发电机组上成功投入运行，为保证全国互联电网的动态稳定性提供了技术支持和保证。

选取合适的励磁及PSS参数对于提高发电机组自身及电力系统稳定运行水平有着重要的意义。目前国内已开展了针对火电、水电等传统发电机组励磁及PSS参数优化研究和现场试验工作，然而关于核电机组的励磁及PSS参数优化研究和现场试验工作尚未见报道。由于核电机组的励磁系统回路设计有别于传统机组，不能采用常规火电、水电机组的优化方法来开展核电机组的参数优化。

国内目前尚未见关于核电机组的励磁及PSS参数优化研究和现场试验工作的相关报道，现有核电机组励磁系统参数多采用厂家自带参数，在此基础上通过试验测量励磁系统的无补偿相频滞后特性，通过PSS采用超前-滞后环节进行补偿，往往难以适应实际电网多种复杂方式对机组运行要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述问题的增强系统阻尼的核电机组励磁及PSS参数优化整定方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种增强系统阻尼的核电机组励磁及PSS参数优化整定方法，包括如下步骤，

步骤S1：分析仿真电网振荡模式的模态图，选取待优化参数的核电机组；

步骤S2：核电机组的励磁系统模型分析，确定待优化参数；

步骤S3：励磁系统响应性能仿真及现场实际机组试验验证。

在本发明实施例中，所述步骤S1具体即：通过数模混合仿真，对仿真电网进行频域特征值分析和时域扰动仿真，提取互联电网区域间动态稳定特征及振荡信息。

在本发明实施例中，所述步骤S2中，所述核电机组的励磁系统采用两机无刷励磁系统。

在本发明实施例中，所述步骤S2具体即：针对励磁放大倍数、励磁机饱和系数、Kc、Kd数值和PID参数中的T3/T4比值，分析励磁系统中各参数对系统阻尼水平的影响的灵敏度，以及分析PSS参数的调整对励磁系统滞后特性的补偿，对系统的阻尼水平的影响程度。

在本发明实施例中，所述步骤S3具体即：采用优化参数后，根据行标对采用优化参数后的励磁系统进行5%空载阶跃仿真计算，检测系统的阶跃响应。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（一）本方案可以适用于核电机组的励磁及PSS参数优化整定；有别于现有传统的火电、水电机组的励磁系统参数优化方法，本提案方法针对核电机组励磁回路特殊性做了专门分析；同时，该方法也比现有核电机组直接采用出厂参数来默认设定励磁系统参数的方法更能适应实际电网运行特征；

（二）该方法融合了数模混合仿真和现场试验两种优化方法。该方法不同于现有机组参数优化研究多采取的仿真法的局限性，而是将数模混合仿真和现场试验两种方法融合起来，先通过仿真法确定待优化的机组和相应的参数，再通过现场试验反馈、修改、验证优化参数的有效性；使得所提出的方法可以更好地适用于现场实际机组；

（三）该方法可以可以有效增强系统阻尼；通过优化电网中关键核电机组的励磁系统参数，不仅提高机组自身稳定运行水平，并且可以有效增强全系统的正阻尼，保障系统在大功率输送时对各种扰动时稳定运行。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为互联电网振荡模式的模态图。