电力系统稳定器在MNGETA水电站的应用.pdf

电力系统稳定器在 !"#$%;?@%@2*?.$06!"#$，%"&’( !"#)*$ 多种综合因素，加上励磁又是采用的快速、高放大 倍数的微机励磁。通过将其中 ! 台机组（" 号机） 的励磁由自动电压调节模式切换到手动励磁电流调 节模式，" 台机组的振荡情况得到明显改善；而且 随着负荷的增加，" 台机组有功负荷分配越平均运 行得越稳定（见图 "） 图 ! " 号机恒压运行，! 号机恒流运行的励磁调节器录波 根据图 " 分析可知：励磁 ! 台机组切恒流（手 动）运行后，机组之间的有功功率波动幅度有所减 小。根据这个情况，我们分析判断机组发生了有功 低频振荡，引起了定子电流等幅（或增幅）振荡。 低频振荡原因是孤网运行时 " 台机组在小干扰下发 生的频率为 #$" % "$& ’(范围内的持续振荡现象， 此时发电机 " 台转子之间产生了磁场拉力，互相牵 扯、摇摆。产生有功低频振荡的原因是由于电力系 统的负阻尼效应，经常出现在弱联系、远距离、重 负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数的微机 调节励磁系统上发生概率更高。因此，建议试投 )**（电力系统稳定器） ，通过励磁装置的 )** 输出 抑制机组的低频振荡。同时，提出调速器增加 ! 次 调频功能可能效果更好。 经过试验证明，双机并列 ! 台励磁投入 )** 后，机组振荡有改善，" 台同时投入 )** 后，机组 振荡明显减弱，机组带负荷运行情况正常。由于现 场缺少相应的试验设备（如频谱分析仪、继电测试 仪、示波器等） ，只能根据励磁软件录波分析机组 的相关电量（见图 + % 图 ,） 。 图 # ! 台并列投，! 号机 $%% 录波（各录半分钟） !! 小水电"#!& 年第 " 期（总第 !-" 期）技术交流 图 ! " 台同时投，#$$ 录波（各录半分钟） 图 % " 台并列，" 号机退出，#$$ 录波（各录半分钟） 图 & " 台并列，同时退出，#$$ 录波（各录半分钟） 根据以上 ! 组波形图可以分析出有功功率在低 频振荡时的波动幅度较大，而且是发散的，直接影 响了机组正常并列运行；而通过在励磁装置上投入 "## 后，输出有效地抑制了低频的振荡，满足了单 机及 $ 台并列的稳定运行条件。 得出的试验结论：此孤网并列运行的 $ 台机组 $% 技术交流#&’(()*+,-"-./,$0%1!"#$，%"&’( !"#)*$ 所形成的系统中，存在着有功低频振荡，频率大约 在 !"# $ #"% &’之间；通过在励磁设备上投入 ())， 机组的低频振荡得到了有效抑制。 引起有功低频振荡的原因有可能是以下 * 种之 一，也可能是它们的组合：一是输电线缆较细；二 是水轮机及其控制系统原因；三是水工建筑物方面 的原因（进水水位不稳、出水口产生旋流） 。 所以，也可以从引起有功低频振荡的原因去解 决，当然，投入 ()) 是最经济的解决方案；而是否 在励磁装置上投入或退出 ()) 则要看机组的组网情 况及运行的实际工况来决定。 !"## 的作用 电力系统产生低频振荡的原因很多，其中主要 原因是发电机与电网之间的联系构架薄弱，输电距 离较长、阻尼较小，功率因数较高，这时如果系统 受到扰动（有功功率发生扰动） ，就会出现功率的 振荡，不能依靠自身的阻尼来平息振荡，从而使得 振荡进一步扩大。 因此，要防止低频振荡，就要增加系统的正阻 尼，减少负阻尼。有很多方法可以达到此目的，如 改善电网结构、优化水工结构、改变运行方式或调 节方式、减小联络线的输运功率、调整有功与无功 控制器的相关参数进行配合等，但最为有效且经济 的方法则是采用 ()) 来解决。 发电机的励磁控制系统是由多个惯性环节组成 的反馈控制系统，从励磁调节器的信号测量到发电 机转子绕组，每一环节都有惯性，其中最主要的惯 性是发电机转子绕组。总体来看，励磁系统是一个 滞后的环节，这种滞后性使得在系统产生低频振荡 时励磁电流变化滞后于转子角的变化，加剧了转子 角的摆动，也就提供了负阻尼。()) 的任务就是抵 消这种负阻尼，同时提供正的阻尼。 $结语 我国微机型电力系统稳定器的实际运用始于 #! 世纪 +! 年代，小在湖北恩施电力公司建始县小 溪口电站，大到葛洲坝电厂都有使用。当时在华中 科技大学涂光瑜教授的带领下，对所有模型在低频 段提供正阻尼的情况均进行了仿真实验，并对 ()) 环节的幅频及相频进行了验证。 当然，()) 在电站运行中也不是没有遗留问 题。在 ()) 输入时，机组的无功功率会有一定的波 动，这种波动的幅度在不同的有功负载情况下有所 不同；这就要我们在试验时要通过长时间的录波来 捕捉这种波动，再来应对解决。 经过专家们 #! 多年的努力，从 ())—,- 到 ())—#- 的发展，已经将独立的装置集成到励磁调 节器中，在目前水电站的运行实践中使性能得到了 进一步完善提高。 ! """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 责任编辑吴昊 （上接第 + 页） 图 ! 卡拉贝利水库调度运行示意 和 . 月按汛期限制水位运行，同时排沙也需要在排 沙水位运行。在该区，来多少水放多少水，由于是 丰水期，来水可以满足灌溉、发电要求。 !区：位于保证出力线和死水位线之间区域。 在该区，灌溉和发电均破环，需减小灌溉供水和降 低出力运行。 "区：位于灌溉调度线和发电调度线之间。在 该区，减小灌溉供水，但需按设计保证出力的发电 用水要求放水。 #区：位于灌溉调度线上部，形成灌溉供水及 发电出力保证区。在该区，灌溉按设计需水要求 放水。 ! 责任编辑吴昊 *, 小水电#!,% 年第 # 期（总第 ,.# 期）技术交流