《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則gbt+40591-2021》詳細(xì)解讀

《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則gb/t40591-2021》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4試驗(yàn)條件5試驗(yàn)項(xiàng)目及要求6參數(shù)整定contents目錄7參數(shù)重新整定的條件附錄A(資料性)PSS模型附錄B(規(guī)范性)振蕩頻率和阻尼比計算方法附錄C(規(guī)范性)動態(tài)功角穩(wěn)定計算參考文獻(xiàn)011范圍為制造商提供整定試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)流程和要求。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器制造商指導(dǎo)運(yùn)營商正確進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的整定試驗(yàn)，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)運(yùn)營商為監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供監(jiān)管和評估電力系統(tǒng)穩(wěn)定器性能的依據(jù)。電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)適用對象010203電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)的基本原則和方法。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器性能評估和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器與勵磁控制系統(tǒng)的配合要求。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器在電網(wǎng)故障和異常情況下的響應(yīng)特性測試。內(nèi)容涵蓋022規(guī)范性引用文件電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則，該導(dǎo)則規(guī)定了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)的重要參考。GB/TXXXX-XXXX電力系統(tǒng)自動裝置術(shù)語，該標(biāo)準(zhǔn)定義了電力系統(tǒng)自動裝置的常用術(shù)語，包括電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的相關(guān)術(shù)語，有助于準(zhǔn)確理解和描述穩(wěn)定器整定試驗(yàn)中的相關(guān)概念和參數(shù)。GB/TXXXX-XXXXGB/T標(biāo)準(zhǔn)DL/TXXXX-XXXX大型汽輪發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件，該技術(shù)條件規(guī)定了大型汽輪發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的技術(shù)要求，包括勵磁系統(tǒng)的性能、結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)等方面的規(guī)定，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)中勵磁系統(tǒng)的相關(guān)測試提供了依據(jù)。DL/TXXXX-XXXX同步發(fā)電機(jī)原動機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測與建模導(dǎo)則，該導(dǎo)則提供了同步發(fā)電機(jī)原動機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測和建模的方法，有助于在電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)中準(zhǔn)確獲取和建立相關(guān)模型。DL/T標(biāo)準(zhǔn)國家能源局文件關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)電力安全生產(chǎn)工作的通知，該通知強(qiáng)調(diào)了電力安全生產(chǎn)的重要性，提出了加強(qiáng)電力安全生產(chǎn)工作的要求，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)的安全實(shí)施具有指導(dǎo)意義。電力行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)其他規(guī)范性文件電力工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系表，該體系表匯總了電力工程技術(shù)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，包括與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為試驗(yàn)的實(shí)施提供了全面的技術(shù)支持。0102033術(shù)語和定義定義電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是一種附加勵磁控制技術(shù)，用于提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。作用通過向勵磁系統(tǒng)提供附加控制信號，以阻尼電力系統(tǒng)的低頻振蕩，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁控制系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的重要組成部分，用于控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，以維持機(jī)端電壓的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)無功功率。定義通常由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)勵磁繞組等組成。組成3.2勵磁控制系統(tǒng)VS滯后特性是指勵磁控制系統(tǒng)在接收到附加控制信號后，由于系統(tǒng)慣性、延遲等環(huán)節(jié)的存在，使得附加力矩的產(chǎn)生相對于信號輸入存在一定的滯后。影響滯后特性會影響PSS的控制效果，因此需要在整定試驗(yàn)中進(jìn)行測量和補(bǔ)償。定義3.3滯后特性定義整定試驗(yàn)是指對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整的過程，以確保其在實(shí)際運(yùn)行中能夠發(fā)揮最佳的控制效果。目的通過整定試驗(yàn)，可以確定PSS的最佳參數(shù)配置，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。3.4整定試驗(yàn)044試驗(yàn)條件電源穩(wěn)定性試驗(yàn)期間，電源應(yīng)保持穩(wěn)定，電壓和頻率的波動應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。電源容量電源應(yīng)能提供足夠的功率，以滿足試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的最大功率需求。4.1試驗(yàn)電源要求應(yīng)使用高精度的測量設(shè)備，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。測量設(shè)備應(yīng)使用能夠連續(xù)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)的儀器，以便后續(xù)分析。記錄儀器應(yīng)具備可調(diào)節(jié)的勵磁控制系統(tǒng)，以便進(jìn)行不同工況下的試驗(yàn)。勵磁控制系統(tǒng)4.2試驗(yàn)設(shè)備要求試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)保持適宜的溫度和濕度，以確保試驗(yàn)設(shè)備的正常運(yùn)行。溫度與濕度應(yīng)盡量減少外部電磁干擾對試驗(yàn)結(jié)果的影響。電磁干擾應(yīng)采取必要的安全措施，確保試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。安全措施4.3試驗(yàn)環(huán)境要求設(shè)備檢查在試驗(yàn)開始前，應(yīng)對所有試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查，確保其處于良好的工作狀態(tài)。試驗(yàn)方案應(yīng)制定詳細(xì)的試驗(yàn)方案，包括試驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果和風(fēng)險評估等。人員培訓(xùn)參與試驗(yàn)的人員應(yīng)接受必要的培訓(xùn)，熟悉試驗(yàn)方案和設(shè)備的操作方法。0302014.4試驗(yàn)前準(zhǔn)備055試驗(yàn)項(xiàng)目及要求測量目的了解勵磁控制系統(tǒng)的滯后特性，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計和整定提供依據(jù)。注意事項(xiàng)在高功率因數(shù)運(yùn)行時進(jìn)行測量，以確保測量的準(zhǔn)確性。測量方法通過測量機(jī)端電壓對PSS迭加點(diǎn)的滯后角度來近似確定附加力矩的滯后角度。5.1勵磁控制系統(tǒng)滯后特性的測量01試驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的性能和參數(shù)設(shè)置是否滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。5.2電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的整定試驗(yàn)02試驗(yàn)步驟包括初步整定、詳細(xì)整定和最終驗(yàn)證三個階段，確保穩(wěn)定器在各種工況下都能有效工作。03評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，評估穩(wěn)定器的性能指標(biāo)，如相位補(bǔ)償特性、增益設(shè)置等。030201試驗(yàn)?zāi)康臏y試電力系統(tǒng)在受到擾動后的動態(tài)響應(yīng)特性，以評估穩(wěn)定器的實(shí)際效果。試驗(yàn)方法通過模擬不同類型的擾動（如負(fù)荷突變、短路故障等），觀察系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)過程。數(shù)據(jù)分析根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)，如振蕩頻率、阻尼比等。5.3系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)安全措施在進(jìn)行試驗(yàn)前，應(yīng)確保所有安全措施已到位，避免發(fā)生意外事故。數(shù)據(jù)記錄詳細(xì)記錄試驗(yàn)過程中的所有數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，以便后續(xù)分析和總結(jié)。結(jié)果評估根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的性能和整定效果進(jìn)行全面評估，并提出改進(jìn)建議。5.4其他相關(guān)試驗(yàn)要求066參數(shù)整定PSS時間常數(shù)PSS的時間常數(shù)應(yīng)根據(jù)勵磁系統(tǒng)的動態(tài)特性和電網(wǎng)的要求進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的控制效果。PSS相位補(bǔ)償由于勵磁控制系統(tǒng)存在滯后特性，PSS需要提供相應(yīng)的相位補(bǔ)償，以保證附加力矩的及時產(chǎn)生。PSS增益根據(jù)發(fā)電機(jī)組的特性和電網(wǎng)的要求，合理設(shè)置PSS的增益，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）參數(shù)設(shè)置6.2勵磁控制系統(tǒng)參數(shù)整定勵磁限制功能為確保發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，應(yīng)合理設(shè)置勵磁限制功能，如過勵限制、欠勵限制等。勵磁調(diào)節(jié)器參數(shù)根據(jù)發(fā)電機(jī)和勵磁機(jī)的特性，調(diào)整勵磁調(diào)節(jié)器的參數(shù)，如比例系數(shù)、積分時間常數(shù)等，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的勵磁控制。滯后特性測量在參數(shù)整定前，應(yīng)對勵磁控制系統(tǒng)的滯后特性進(jìn)行測量，以便為PSS的參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。6.3試驗(yàn)驗(yàn)證與調(diào)整階躍響應(yīng)試驗(yàn)通過進(jìn)行階躍響應(yīng)試驗(yàn)，驗(yàn)證PSS和勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)性能，確保參數(shù)設(shè)置的合理性。負(fù)載階躍響應(yīng)試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)組帶負(fù)載的情況下，進(jìn)行階躍響應(yīng)試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證PSS和勵磁控制系統(tǒng)的性能。077參數(shù)重新整定的條件電力系統(tǒng)變化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變更當(dāng)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如新增或減少發(fā)電機(jī)組、輸電線路、變壓器等設(shè)備時，需要對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行重新整定。系統(tǒng)運(yùn)行方式改變電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整，如改變發(fā)電機(jī)的出力分配、調(diào)整負(fù)荷等，也可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此需要對穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。勵磁系統(tǒng)是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的重要組成部分，其參數(shù)的改變會直接影響穩(wěn)定器的性能。因此，當(dāng)勵磁系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生變化時，需要對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行重新整定。勵磁系統(tǒng)參數(shù)變化發(fā)電機(jī)的電氣和機(jī)械參數(shù)，如阻抗、時間常數(shù)等，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要影響。當(dāng)這些參數(shù)發(fā)生變化時，也需要對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。發(fā)電機(jī)參數(shù)變化設(shè)備參數(shù)變化電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的控制策略可能因應(yīng)系統(tǒng)需求或技術(shù)進(jìn)步而進(jìn)行調(diào)整。在更改控制策略后，需要對穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行重新整定，以確保其滿足新的控制要求。穩(wěn)定器控制策略更改AVR與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器密切相關(guān)，其參數(shù)的調(diào)整也可能影響穩(wěn)定器的性能。因此，在AVR參數(shù)調(diào)整后，需要對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）參數(shù)調(diào)整控制策略調(diào)整08附錄A(資料性)PSS模型PSS功能電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是一種附加勵磁控制技術(shù)，用于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。模型結(jié)構(gòu)PSS模型通常包括信號輸入處理、相位補(bǔ)償、增益調(diào)整以及限幅等環(huán)節(jié)。應(yīng)用范圍適用于各種類型的發(fā)電機(jī)組，尤其是大型汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。PSS模型概述可選的輸入信號包括轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差或頻率偏差等。輸入信號選擇根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整PSS的增益，以達(dá)到最佳的穩(wěn)定效果。增益調(diào)整根據(jù)勵磁控制系統(tǒng)的滯后特性，設(shè)置合適的相位補(bǔ)償角度，以減小滯后帶來的影響。相位補(bǔ)償角度為避免PSS輸出過大導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，需設(shè)置合適的限幅值。限幅環(huán)節(jié)PSS模型參數(shù)滯后特性測量通過試驗(yàn)測量勵磁控制系統(tǒng)的滯后特性，為PSS的參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。頻率響應(yīng)試驗(yàn)通過在不同頻率下測試PSS的響應(yīng)，驗(yàn)證其性能和穩(wěn)定性。階躍響應(yīng)試驗(yàn)通過給PSS施加階躍信號，觀察其動態(tài)響應(yīng)過程，以評估其調(diào)節(jié)性能和穩(wěn)定性。PSS模型試驗(yàn)PSS需與勵磁調(diào)節(jié)器緊密配合，確保二者之間的接口和參數(shù)設(shè)置正確。與勵磁調(diào)節(jié)器的配合系統(tǒng)工況的變化會影響PSS的效果，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)工況的影響在設(shè)置PSS參數(shù)時，需充分考慮系統(tǒng)的安全性，避免出現(xiàn)過調(diào)或振蕩等不穩(wěn)定現(xiàn)象。安全性考慮PSS模型應(yīng)用注意事項(xiàng)09附錄B(規(guī)范性)振蕩頻率和阻尼比計算方法頻率測量通過電力系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時測量并記錄系統(tǒng)振蕩時的頻率變化。根據(jù)振蕩波形的周期性特征，通過測量相鄰波峰或波谷的時間間隔，計算振蕩周期，進(jìn)而得到振蕩頻率。對測量得到的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和平滑處理，以消除噪聲和干擾。利用頻譜分析工具，對測量得到的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，找出主頻成分，即為振蕩頻率。振蕩頻率計算數(shù)據(jù)處理周期法計算頻譜分析法振幅測量通過電力系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時測量并記錄系統(tǒng)振蕩時的振幅變化。阻尼比定義阻尼比是描述振蕩衰減速度的物理量，定義為相鄰兩個振蕩周期振幅之比的自然對數(shù)的負(fù)值。計算方法根據(jù)阻尼比的定義，通過測量相鄰兩個振蕩周期的振幅，計算其比值并取自然對數(shù)的負(fù)值，即可得到阻尼比。注意事項(xiàng)在計算阻尼比時，應(yīng)確保所測量的振幅數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，避免因測量誤差導(dǎo)致計算結(jié)果失真。同時，對于非線性振蕩或復(fù)雜振蕩模式，可能需要采用更復(fù)雜的計算方法或工具來獲取準(zhǔn)確的阻尼比。阻尼比計算10附錄C(規(guī)范性)動態(tài)功角穩(wěn)定計算動態(tài)功角穩(wěn)定指電力系統(tǒng)在受到擾動后，各發(fā)電機(jī)之間能夠保持同步運(yùn)行，且功角能夠恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的能力。01動態(tài)功角穩(wěn)定的概念功角穩(wěn)定判據(jù)通常采用等面積定則（EqualAreaCriterion,EAC）來判斷系統(tǒng)是否處于動態(tài)功角穩(wěn)定狀態(tài)。02時域仿真法通過建立電力系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值積分方法求解系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，從而判斷系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性。動態(tài)功角穩(wěn)定的計算方法特征值分析法通過分析系統(tǒng)狀態(tài)矩陣的特征值，來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若所有特征值的實(shí)部均為負(fù)，則系統(tǒng)穩(wěn)定；否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。直接法通過構(gòu)造適當(dāng)?shù)哪芰亢瘮?shù)，利用能量函數(shù)的變化來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若能量函數(shù)隨時間遞減，則系統(tǒng)穩(wěn)定；否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。01020304建立電力系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，包括發(fā)電機(jī)、勵磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)荷等元件的數(shù)學(xué)模型。動態(tài)功角穩(wěn)定計算的步驟根據(jù)所研究的擾動類型（如短路、斷線、切機(jī)等），設(shè)置相應(yīng)的初始條件和擾動參數(shù)。選擇合適的計算方法（如時域仿真法、特征值分析法或直接法）進(jìn)行動態(tài)功角穩(wěn)定計算。分析計算結(jié)果，判斷系統(tǒng)是否處于動態(tài)功角穩(wěn)定狀態(tài)。若不穩(wěn)定，則需采取相應(yīng)的控制措施來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。增強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通過增加輸電線路、提高電網(wǎng)的互聯(lián)程度等方式