水口发电厂发电机组励磁系统PSS参数计算与试验

论文摘要

水口水电站是1983年福建地方电网上划中央管理后的第一个“国字号”能源大项目，作为福建电网的主力电站，担任着福建电网调峰、调频、调压和事故备用任务，其机组PSS功能的正确发挥对稳定福建电网起到至关重要的作用，至2006年起水口对其所辖7台发电机组进行了励磁控制系统改造，使用基于SIMADYN D全数字式微机励磁调节器的德国西门子公司新一代THYRIPOL励磁控制系统，替代原有的以西门子S5PLC为核心的旧系统，其PSS控制系统也由硬件PSS独立控制过渡为软件PSS综合控制方式。本篇论文首先对型电网发生低频振动原因进行理论分析，得出作为主力电源点的机组实现抑制电网低频振动所需要调整的重要控制环节。其次，以福建水口电站大型水力同步发电机组（200MW单机）快速自并励系统为例，对电网低频振荡原因与当前主流解决方法进行介绍，深入分析了水口大型水轮发电机组励磁系统PSS对抑制福建电网产生低频振荡起到的作用。再次，系统介绍了基于SIMADYN D全数字式控制器的水口电站机组励磁系统PSS设计思想、水口励磁系统PSS参数的计算、SIMADYN-D控制系统编程设置、参数仿真、具体实验过程，阐述我国PSS研究在电力生产过程中的工程实例，同时附带介绍西门子SIMADYN-D控制系统在大型发电机组励磁控制方面的应用。总而言之，本文取得的成果主要有：首先，通过理论分析与仿真计算，取得几组满足福建-华东电网稳定运行要求的机组PSS参数；其次，利用编程调试工具在励磁SIMADYN-D控制系统完成PSS参数输入，实现软件PSS控制；再次，制定合理、安全的试验方案，检验PSS设置在实际运行中的表现。本文接合现场实际工作，具有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状综述
• 1.3 本文所作的主要工作
• 第二章 大型电网低频振荡及 PSS 理论分析与建模
• 2.1 大电网低频振荡理论研究
• 2.1.1 基本关系式
• 2.1.2 阻尼力矩系数和同步力矩系数简介
• 2.1.3 不同工况下同步电机模型系数的变化规律研究
• 2.1.4 励磁控制系统参数对同步电机阻尼的影响
• 2.2 电力系统稳定器基本介绍
• 2.2.1 电力系统稳定器基本原理
• 2.2.2 电力系统稳定器的基本要求
• 2.2.3 电力系统稳定器参数选择
• 第三章 水口发电厂励磁控制系统的构成
• 3.1 水口发电厂励磁系统在抑制低频振荡中的重要性
• 3.2 水口发电厂励磁系统的组成
• 3.2.1 THYRIPO 励磁控制调节单元
• 3.2.2 励磁功率单元
• 3.2.3 灭磁单元
• 3.2.4 SIMADYN D 系统介绍
• 3.2.5 新励磁系统的特点
• 3.3 新励磁系统 PSS 的设计思想
• 第四章 基于福建电网和水口机组特性的 PSS 计算
• 4.1 试验 PSS 参数的获得
• 4.1.1 系统频域分析
• 4.1.2 PSS 参数计算
• 4.2 PSS 参数仿真
• 4.2.1 三相断线试验仿真
• 4.2.2 负载阶跃响应试验仿真
• 第五章 水口发电厂励磁系统 PSS 实验与评估
• 5.1 励磁系统 PSS 阶跃响应干扰试验
• 5.1.1 系统阶跃响应试验波形
• 5.1.2 系统阶跃响应试验结论
• 5.2 PSS“反调”作用检验试验
• 5.3 系统扰动试验
• 5.4 PSS 增益整定试验
• 5.5 试验结论
• 结语及展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介