新型外掛式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

韓 兵， 吳 龍， 吳跨宇，石祥建， 盧岑岑

(1. 南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102；2. 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310014)

新型外掛式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

韓 兵1， 吳 龍1， 吳跨宇2，石祥建1， 盧岑岑2

(1. 南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102；2. 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310014)

針對電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的應(yīng)用要求，分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(power system stabilizer，PSS)裝置功能需求，提出一種以PowerPC+DSP為控制核心的新型外掛式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置。闡述了裝置的軟硬件設(shè)計(jì)方案，提出了一種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)快速測量方法，通過動模仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了裝置設(shè)計(jì)的實(shí)用性和功能的正確性。該裝置提供了一種通過外加裝置實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)PSS功能改造、升級的途徑，能夠增強(qiáng)投運(yùn)機(jī)組抑制系統(tǒng)有功低頻振蕩的能力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定裕度。

PSS；裝置；外掛式；設(shè)計(jì)

0 引言

隨著特大型交流同步電網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)和快速勵(lì)磁系統(tǒng)的大量投運(yùn)，系統(tǒng)的阻尼水平和低頻振蕩頻率不斷降低，電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)隨之增加[1,2]。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(power system stabilizer，PSS)作為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的一種附加軟件控制功能的零件，用于增強(qiáng)電力系統(tǒng)正阻尼特性，抑制系統(tǒng)低頻振蕩，是目前最有效、最經(jīng)濟(jì)的低頻振蕩抑制手段[3-5]，也是當(dāng)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不可缺少的功能。

PSS作為電力系統(tǒng)管理部門對勵(lì)磁系統(tǒng)的考核對象，對模型的選型及性能指標(biāo)有嚴(yán)格要求[6，7]。但是，現(xiàn)場存在一定數(shù)量的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其PSS模型因性能無法滿足網(wǎng)源協(xié)調(diào)要求未投入運(yùn)行。特別是對于部分前期進(jìn)口勵(lì)磁系統(tǒng)，由于國內(nèi)外對PSS模型需求的不同，存在PSS模型配置、參數(shù)整定等難以滿足國內(nèi)要求的問題。廠家通常無法及時(shí)或者不能提供對PSS升級的服務(wù)，而將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器整體更換升級成本較高，涉及到的現(xiàn)場控制接口也非常復(fù)雜，此類難以完成PSS升級改造的勵(lì)磁系統(tǒng)存在對PSS功能單獨(dú)改造需求。

另一方面，電力系統(tǒng)中部分節(jié)點(diǎn)對PSS有相對獨(dú)特的要求，如目前部分電網(wǎng)區(qū)域已有要求考慮低至0.1 Hz的低頻振蕩抑制要求[3]，當(dāng)前勵(lì)磁調(diào)節(jié)器配置的模型(如PSS2B等)無法滿足其需求。隨著PSS模型研究深入，已有PSS4B，PSS-NEW-B等。

新型模型提出，逐步完善了當(dāng)前模型的功能缺點(diǎn)，提升了PSS2B等在有功振蕩低頻段抑制能力[3,4]。但是，直接在原勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行軟件升級面臨原設(shè)備硬件運(yùn)算能力、接口條件等諸多限制，部分升級由于硬件資源門檻難以實(shí)現(xiàn)。因此，一種功能齊全、易于實(shí)現(xiàn)、價(jià)格經(jīng)濟(jì)的PSS功能升級改造方案具有一定的市場需求。

文中首先對當(dāng)前熱點(diǎn)的PSS模型進(jìn)行介紹，對PSS裝置的需求進(jìn)行分析，提出一種基于PowerPC+DSP為控制核心的新型外掛式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置以及一種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)快速測量方法，通過動模仿真系統(tǒng)對該裝置的性能進(jìn)行驗(yàn)證，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不改動情況下，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)PSS功能升級。

1 PSS模型介紹

國內(nèi)早期勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用PSS1A模型，該模型輸入為單變量，如機(jī)組有功功率、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)低頻振蕩抑制效果，但在有功功率快速連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，存在無功功率“反調(diào)”問題，特別是在水電、燃機(jī)機(jī)組，有功調(diào)節(jié)速度相對較快，無功功率反調(diào)明顯[8,9]。

隨著業(yè)界對PSS研究的深入，不斷有新的模型提出，根據(jù)其模型結(jié)構(gòu)以及工作原理[10-14]，可以區(qū)分為2種類型。

一種采用有功功率或剩余功率為主調(diào)節(jié)因數(shù)，轉(zhuǎn)速作為輔助因數(shù)，代表拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PSS2B模型，為串聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示。PSS2B模型是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的PSS模型。在實(shí)際工程應(yīng)用中，PSS2B模型在1.0 Hz以上振蕩高頻段抑制有功振蕩阻尼能力強(qiáng)，同時(shí)抑制無功功率“反調(diào)”效果明顯。但由于末端三階超前滯后相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的引入，在中低頻段增益相對減小，抑制效果普遍較差，僅依靠參數(shù)整定很難在整個(gè)有功低頻振蕩范圍內(nèi)都提供較強(qiáng)阻尼。

圖1 PSS2B模型原理框圖Fig. 1 Principle diagram of PSS2B model

基于保留PSS2B高頻段抑制能力強(qiáng)和抑制反調(diào)的特點(diǎn)，增強(qiáng)低頻段振蕩抑制效果的考慮，有PSS-NEW-B[4]等新型模型提出，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與PSS2B類似，如圖2所示。

與PSS2B相比，原位于有功通道的滯后環(huán)節(jié)移位于轉(zhuǎn)速通道，有功功率相位大幅超前，通過這種扭轉(zhuǎn)前置相位關(guān)系避免使用大角度超前補(bǔ)償，進(jìn)而提高了中低頻段模型增益，解決了PSS2B低頻段阻尼較差的問題。

另一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器采用有功功率和轉(zhuǎn)速共同作用，代表拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PSS4B模型，為多頻段并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型，如圖3所示。

圖2 PSS-NEW-B模型原理框圖Fig. 2 Principle diagram of PSS-NEW-B model

圖3 PSS4B模型原理框圖Fig. 3 Principle diagram of PSS4B model

PSS4B將低頻振蕩分為3個(gè)頻段：低頻段、中頻段和高頻段，3個(gè)頻段的劃分為解決PSS2B模型中單一函數(shù)所帶來的增益變化大的不足提供了途徑。但是模型補(bǔ)償參數(shù)眾多，IEEE標(biāo)準(zhǔn)[11]根據(jù)北美電網(wǎng)的應(yīng)用給出了一組推薦參數(shù)，但未說明參數(shù)的整定方法；國內(nèi)學(xué)者提出一些整定方法[15-17]，但在現(xiàn)場實(shí)施普遍較復(fù)雜。PSS4B模型在推薦參數(shù)相移范圍有限，僅適合無補(bǔ)償相移范圍較小的自并勵(lì)系統(tǒng)，且無法保證在整個(gè)低頻振蕩范圍內(nèi)，PSS4B輸出力矩始終保持與轉(zhuǎn)速變化方向一致(-30°～30°)，導(dǎo)致PSS4B在高頻段抑制效果降低。對于無補(bǔ)償相移范圍較大的勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，PSS4B推薦參數(shù)則無法適用，在高頻段可能會引起發(fā)散性振蕩，反而給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來負(fù)面影響。

基于以上問題，有PSS4B-W[3]等新模型提出，如圖4所示。PSS4B輸出經(jīng)過多階超前滯后相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)，規(guī)避了PSS4B眾多參數(shù)難以現(xiàn)場整定的問題，也解決PSS4B中高頻段相位偏移問題。

圖4 PSS4B-W模型原理框圖Fig.4 Principle diagram of PSS4B-W model

由于現(xiàn)有主流模型PSS2B對低頻段振蕩阻尼效果較弱的缺陷，隨著大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩頻率不斷降低以及新模型的研究深入，后續(xù)可預(yù)期有更完善的模型由理論研究投入到實(shí)際應(yīng)用。

2 外掛式PSS裝置的功能需求

提出一種繼續(xù)使用原勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的PSS改造、升級方案，現(xiàn)場增加一臺外掛式PSS裝置，完成PSS模型計(jì)算功能，將裝置計(jì)算結(jié)果輸出至勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，參與機(jī)端電壓調(diào)節(jié)。基于此，對外掛式裝置的基本軟件功能以及硬件配置需求進(jìn)行分析。

2.1 PSS模型配置

面向當(dāng)前及未來電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)PSS的要求，外掛式裝置需要對當(dāng)前主流模型如PSS2B以及研究熱點(diǎn)且具有推廣價(jià)值的模型如PSS-NEW-B,PSS4B等應(yīng)當(dāng)均有配置，同時(shí)預(yù)留硬件資源，方便后續(xù)新型PSS模型的擴(kuò)展。

2.2 設(shè)備接口需求

2.2.1 與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器接口

外掛式PSS裝置主體功能是完成PSS模型計(jì)算，并向勵(lì)磁調(diào)節(jié)器傳輸模型計(jì)算值，需要能夠與不同廠家勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸入接口匹配。

按照國內(nèi)現(xiàn)場勵(lì)磁系統(tǒng)PSS建模相位無補(bǔ)償特性測試的需要，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具備白噪聲的輸入接口。測試中，白噪聲輸入值替代調(diào)節(jié)器自身PSS模型輸出，疊加至電壓參考值。白噪聲一般為±5 V或4～20 mA弱電信號。借用該端口，外掛式PSS裝置配置該類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換(digital to analog，DA)輸出端口，輸出計(jì)算值至勵(lì)磁調(diào)節(jié)器替代內(nèi)部PSS模型輸出。

2.2.2 與電源管理單元等其他設(shè)備接口

勵(lì)磁系統(tǒng)PSS功能涉及電網(wǎng)運(yùn)行安全，是電網(wǎng)調(diào)度在線監(jiān)測對象之一。PSS投入/退出信號是PSS功能狀態(tài)指示，需接入電源管理單元(power management unit , PMU)裝置或經(jīng)DCS/監(jiān)控系統(tǒng)上傳至調(diào)度端；PSS計(jì)算輸出值，需經(jīng)裝置DA輸出口，以直流電流或電壓信號接入PMU裝置。相應(yīng)的PSS裝置需配置數(shù)字量輸出節(jié)點(diǎn)及DA輸出端口。

2.3 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測量

PSS輸出的附加轉(zhuǎn)矩必須與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化量同相，才能加強(qiáng)機(jī)組的正阻尼，起到抑制低頻振蕩作用。轉(zhuǎn)速測量的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性對PSS抑制有功振蕩有著直接的影響：測量越準(zhǔn)確、間隔越小，PSS調(diào)節(jié)越細(xì)致，調(diào)節(jié)效果越好；反之，測量偏差及延遲甚至?xí)碡?fù)阻尼，加劇系統(tǒng)的振蕩。

當(dāng)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與機(jī)端電壓頻率相同，所以有廠家采用機(jī)端電壓頻率信號近似代替發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號來簡化計(jì)算。該方法通過測量正弦電壓信號相鄰過零點(diǎn)時(shí)間計(jì)算電壓周期，50 Hz穩(wěn)態(tài)時(shí)，最小過零點(diǎn)間隔為半個(gè)周期，即最小測量間隔為10 ms，測量間隔長。該方法忽略了定子電流對發(fā)電機(jī)合成內(nèi)點(diǎn)勢的影響，在發(fā)電機(jī)有功、無功變化時(shí)，存在測量偏差。

PSS4B等對轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)性要求高的模型，需要提供一種計(jì)算簡單、測量快速、實(shí)時(shí)性高的轉(zhuǎn)速測量方法。這也是PSS裝置技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及難點(diǎn)之一。

3 外掛式PSS裝置的設(shè)計(jì)

3.1 軟件設(shè)計(jì)

3.1.1 PSS模型實(shí)現(xiàn)

配置PSS2B，PSS4B以及PSS-NEW-B等多種模型，模型S域傳遞函數(shù)通過Z變換轉(zhuǎn)換成差分方程，供編程使用。為了便于現(xiàn)場PSS建模試驗(yàn)的進(jìn)行，軟件提供PSS模型內(nèi)部變量輸出。

3.1.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測量

圖5 發(fā)電機(jī)合成等效電路和電勢相量Fig. 5 Composite equivalent circuit and potential phasor of generator

(1)

圖6 發(fā)電機(jī)三相等效電路圖和電勢相量Fig. 6 Three-phase equivalent circuit and potential phasor of generator

(2)

將式(2)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換得：

(3)

(4)

(5)

(6)

每次采樣完成一次運(yùn)算，ΔT取值越小，則轉(zhuǎn)速的計(jì)算周期越短，測量延時(shí)越小。應(yīng)用于PSS運(yùn)算時(shí)，根據(jù)PSS對轉(zhuǎn)速測量實(shí)時(shí)性的要求，轉(zhuǎn)速測量間隔可選取在0.2～1 ms，該計(jì)算周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用過零點(diǎn)完成轉(zhuǎn)速計(jì)算的10～20 ms。

3.2 硬件設(shè)計(jì)

裝置采用高性能32位微處理器PowerPC+DSP作為控制核心：PowerPC負(fù)責(zé)順序事件記錄、錄波、打印、對時(shí)、人機(jī)接口及與監(jiān)控系統(tǒng)通訊等功能；DSP負(fù)責(zé)PSS模型運(yùn)算及相應(yīng)的功能投退、模型切換等流程控制。DSP與微處理器分工明確，通過內(nèi)部通訊總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互及資源共享，高性能的硬件保證了裝置的實(shí)時(shí)計(jì)算能力。同時(shí)，裝置硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，硬件模塊可以通過內(nèi)部高速總線擴(kuò)展，具有較好的靈活性及可擴(kuò)展性。裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

圖7 外掛裝置硬件結(jié)構(gòu)Fig. 7 Hardware structure diagram of external device

CPU插件由高性能PowerPC芯片、現(xiàn)場可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA、存儲器、以太網(wǎng)控制器及其他外設(shè)組成，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)裝置的管理、人機(jī)界面、通信和錄波等功能。

DSP插件由高性能的數(shù)字信號處理器、光纖接口、16位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換回路以及其他外設(shè)組成，完成模擬量數(shù)據(jù)采集、控制計(jì)算等功能。

DA輸出插件配置多路通道，滿足PSS計(jì)算值、白噪聲信號、有功無功、轉(zhuǎn)速以及PSS計(jì)算中間值輸出等，可供勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、PMU裝置、中控后臺和進(jìn)行PSS模型辨識試驗(yàn)使用。

開關(guān)量輸出插件主要是向PMU裝置和控制后臺等表明當(dāng)前裝置的工作狀態(tài)。

4 試驗(yàn)測試

搭建動模仿真系統(tǒng)對PSS外掛裝置性能進(jìn)行試驗(yàn)測試。系統(tǒng)采用單機(jī)無窮大模型，主回路如圖8所示。380 V測試發(fā)電機(jī)經(jīng)過升壓變連接到1 kV線路，經(jīng)降壓變與380 V電網(wǎng)系統(tǒng)連接。試驗(yàn)機(jī)組采用15 kW發(fā)電機(jī)，通過控制裝置參數(shù)轉(zhuǎn)化，模擬20 kV,300 MW機(jī)組運(yùn)行。

圖8 動模系統(tǒng)回路示意圖Fig. 8 Circuit diagram of dynamic simulation system

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以機(jī)端電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)運(yùn)行，控制整流橋觸發(fā)角度，維持機(jī)端電壓穩(wěn)定。外掛裝置完成PSS運(yùn)算，計(jì)算值輸出至勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣端口。

在外掛PSS裝置中實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的過零點(diǎn)測量及基于瞬時(shí)采樣值快速測量，過零點(diǎn)測速轉(zhuǎn)速計(jì)算間隔10 ms，基于瞬時(shí)值測速計(jì)算間隔250 μs。在調(diào)節(jié)器機(jī)端電壓參考值5%向上階躍過程中，轉(zhuǎn)速測量如圖9所示。由于動模機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量較小，轉(zhuǎn)速變化幅度較大。過零點(diǎn)采樣受過零點(diǎn)時(shí)刻測量偏差的影響，振蕩過程計(jì)算值出現(xiàn)5 r/min波動，且計(jì)算噪聲較大，在圖中0.8～0.85 s時(shí)間窗口內(nèi)出現(xiàn)約3 r/min測量噪聲。基于瞬時(shí)值測速最大4.2 r/min波動，同樣50 ms采樣窗口內(nèi)最大測量噪聲約1 r/min?；谒矔r(shí)值測速，因計(jì)算間隔減小，相比過零點(diǎn)測速，測量噪聲頻率增加，但波動幅值減小，測量更穩(wěn)定。

圖9 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測量對比Fig.9 Comparison graph of rotor speed measurement

PSS模型功能測試采用對比測試方式，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和外掛PSS裝置內(nèi)設(shè)置相同的PSS模型，調(diào)節(jié)器機(jī)端電壓參考值進(jìn)行5%向上階躍，兩者試驗(yàn)結(jié)果相互對比。

投入PSS2B模型，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)PSS模型計(jì)算值及接收到的外掛裝置輸出值對比如圖10所示，兩裝置模型輸出值曲線接近。

圖10 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及外掛裝置PSS輸出對比Fig.10 Comparison graph of PSS model Output

投入PSS2B模型，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分別疊加調(diào)節(jié)器內(nèi)PSS模型計(jì)算值及外掛裝置輸出值，有功功率振蕩對比如圖11所示。

圖11 投入PSS2B模型有功振蕩對比Fig. 11 Comparison graph of active power oscillation with PSS2B model input

2種方式下，有功振蕩抑制效果接近：有功功率峰值變化12.3 MW，11.7 MW，振蕩次數(shù)均為2次，頻率約為0.4 Hz。

投入PSS4B模型，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分別疊加調(diào)節(jié)器內(nèi)PSS模型計(jì)算值及外掛裝置輸出值，有功功率振蕩對比如圖12所示。2種方式下，有功振蕩抑制效果接近：有功功率峰值變化12.8 MW，12.3 MW，振蕩次數(shù)均約為1次，頻率約為0.6 Hz。

圖12 投入PSS4B模型有功振蕩對比Fig. 12 Comparison graph of active power oscillation with PSS4B model input

投入PSS-NEW-B模型，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分別疊加調(diào)節(jié)器內(nèi)PSS模型計(jì)算值及外掛裝置輸出值，有功功率波動對比如圖13所示。2種方式下，有功振蕩抑制效果也比較接近：有功功率峰值變化14.6 MW，14.0 MW，振蕩次數(shù)均為2次，頻率約為0.5 Hz。

圖13 投入PSS-NEW-B模型有功振蕩對比Fig. 13 Comparison graph of active power oscillation with PSS-NEW-B model input

測試結(jié)果表明，外掛式裝置具有和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)部PSS模型接近的計(jì)算值；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分別疊加調(diào)節(jié)器內(nèi)PSS模型計(jì)算值及外掛裝置輸出值，有功功率低頻振蕩的抑制效果接近。外掛式裝置可以替代調(diào)節(jié)器內(nèi)部PSS模型，實(shí)現(xiàn)對有功低頻振蕩同樣的抑制效果。

5 結(jié)論

文中介紹了多種PSS模型的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)，分析了外掛式PSS裝置的功能需求，提出了新型外掛式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置的軟硬件設(shè)計(jì)方案。裝置具備PSS2B，PSS4B和PSS-NEW-B等多模型，采用基于發(fā)電機(jī)三相等效電路和電勢相量分析的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測量方法。通過交流發(fā)電機(jī)動模試驗(yàn)進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了裝置設(shè)計(jì)的實(shí)用性和功能的正確性。文中提出的裝置具有硬件結(jié)構(gòu)清晰、軟件功能豐富，同時(shí)易于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工程現(xiàn)場升級使用的特點(diǎn)。該裝置借助PSS優(yōu)化模型的實(shí)現(xiàn)，能夠最大限度的發(fā)揮發(fā)電機(jī)勵(lì)磁抑制電力系統(tǒng)有功低頻振蕩的作用，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定裕度。

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韓 兵

韓 兵(1985—)，男，山東濟(jì)寧人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)和電力電子技術(shù)應(yīng)用(E-mail: wildhogs@163.com)；

吳 龍(1970—)，男，江蘇宿遷人，碩士，教授級高級工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動化；

吳跨宇(1979—)，男，浙江蕭山人，碩士，高級工程師，主要研究方向?yàn)榘l(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)及電力系統(tǒng)分析；

石祥建(1980—)，男，江蘇徐州人，碩士，高級工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)和電力電子技術(shù)應(yīng)用；

盧岑岑(1986—)，女，浙江杭州人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)榘l(fā)電機(jī)勵(lì)磁及電力系統(tǒng)分析。

(編輯錢 悅)

DesignandRealizationofNewExternalPowerSystemStabilizerDevice

HAN Bing1, WU Long1, WU Kuayu2, SHI Xiangjian1, LU Cencen2

(1. NARI Relays Electric Co. Ltd., Nanjing 211102, China;2. State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute, Hangzhou 310014, China)

For the application requirements of power system stabilizer for generator excitation system, the functional requirements of PSS devices are analyzed. And a new external power system stabilizer device based on PowerPC + DSP as the control core is proposed. The hardware and software design of the device is described, and a real-time measurement method of the generator rotor speed is proposed. The efficiency and applicability of this device are demonstrated by dynamic simulation test. The device provides a way to realize the transformation and upgrading of PSS for excitation system through the external device, which can enhance the effect of the generator on suppressing the low frequency oscillation of the power system and improve the stability margin of the power grid.

power system stabilizer; device; external; design

TM774

A

2096-3203(2017)06-0144-07

2017-07-13；

2017-08-11

國網(wǎng)浙江省電力公司科技項(xiàng)目(5211DS150025)