李春
印尼明古鲁发电有限公司
摘要：印尼作为东南亚国家最大的电力开发市场，随着一带一路项目的推进，近年来中国电力建设企业在印尼建设或投资了大量电厂，并相继投产。随着中国制造、中国技术的输出，结合印尼能源大国，电网小国的特点，越来越多的电厂需将PSS投入应用到实际电网中，以抑制印尼电网可能出现的低频振荡。明古鲁电厂是印尼苏门答腊岛电网第一家率先投入PSS的电厂。本文以1号机组为例，介绍明古鲁电厂PSS现场整定试验的详细过程，并对实测的波形曲线进行了分析，证明的PSS参数的有效性和适应性，本次试验对PSS在印尼乃至东南亚国家的广泛推广应用具有很大的现实意义。
1、前言
PSS是英文power system stabilizer的缩写，一直以来被国内外电力系统专家认为有着“小身材，大作用”的美誉，消耗可能只有几毫瓦的功率，借助发电机发挥出巨大的电压调节及功率振荡抑制能力，其在改善电力系统静态稳定、动态稳定、暂态稳定、抑制次同步振荡等中发挥着积极重要的作用。印尼明古鲁电厂装机容量为2×115MW，本次试验对PSS参数进行了优化整定，分别在60MW、80MW、100MW三种负荷工况下通过机端参考电压电压阶跃扰动检验了PSS效果，试验波形、数据证明：参数整定合理，PSS投入后有功振荡次数和幅值明显被削弱，阻尼比得到大幅提升，PSS效果明显。对于电网可能出现的低频振荡可以提供较大的正阻尼。
印尼明古鲁电厂励磁系统为北京四方吉思电气生产的GEC-300微机双通道励磁系统。
2、试验过程
2.1 主要参数
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2.2 励磁系统无补偿特性的测试
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2.3 临界增益的确定
理论上讲，在正确的相位补偿下，PSS的增益越大，其提供的正阻尼越强，但实际上，电力系统是一个高阶的复杂系统，增加PSS的增益虽然可以增加某些机电振荡的阻尼，但如果PSS增益过大，也可能引起PSS调节环振荡，使系统出现不稳定现象，因此，PSS实际存在一个最大增益，即临界增益。
PSS临界增益是由很多因素决定的，如发电机的负荷水平、PSS的在电厂和系统中的配置和投退情况、机组的功率和电力系统的运行方式等，所以一般用现场试验的方法来确定。在选定的相位补偿下，缓慢增大PSS的增益，同时观察励磁系统的变化，直到出现不稳定现象为止（主要标志是调节器输出电压、发电机转子电压出现频率较高（1～4Hz）的剧烈振荡），这时的PSS增益可以认为是临界增益。
对于功率输入信号的PSS，运行使用的增益一般取临界增益的1/2～1/4，以留有足够的增益裕度。
设置频率等于1Hz时的交流增益为0.2，投入PSS，观察发电机励磁电压无持续振荡，逐步增加到KS1=8时可见励磁电压出现明显振荡，说明可取KS1=8为临界增益。
据此，我们将PSS增益Kpss=3设定为运行参数，是较合理的。
2.4 临界增益的确定PSS阻尼效果校核试验
发电机并网运行，将发电机PT及CT二次侧三相电压和两相电流接入TK2024电量分析仪中准备录波。先将PSS切除，进行7％的电压阶跃试验，同时启动TK2024录波，记录有功功率的摆动幅值和次数。将PSS投入，同样工况下重复以上试验，录波观察，PSS有阻尼作用时，有功功率的摆动幅值和次数应减少。
限于篇幅,PSS阻尼效果本文只是给出在100%额定有功运行情况下验证录波图。
100%额定有功工况PSS投、退情况下，±4%阶跃效果对比波形图如图1、图2所示：
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2.4 反调试验
PSS的原理是通过励磁系统的作用抑制有功功率的低频振荡，可以说PSS是通过无功功率的波动来抑制有功功率的波动。由于发电机的有功功率都会有一点波动，因而投入PSS后较不投PSS时励磁系统的波动要大一些，只要无功功率的波动在合适的范围内，就可认为正常。采用单一发电机电功率为输入信号的PSS，在原动机功率以较快速度增加（或减少）时，发电机的无功会发生较大的、有时甚至是不能容许的减少（或增加），这就是所谓的"反调"现象。PSS-1A型电力系统稳定器采用电功率信号作为输入信号，在原动机功率发生变化时，会造成无功功率波动。PSS-2A型电力系统稳定器采用电功率信号和转速作为输入信号，在原动机功率发生变化时，发电机的无功不会发生较大的变动。
在PSS投入的情况下，按照运行时可能出现的最快调节速度进行原动机功率调节20MW，观察PSS是否有反调的影响。明古鲁电站1号机反调试验波形如图3、图4所示。
在试验过程中，未发现无功功率与有功功率调整方向相反的变化，机端电
压及无功功率基本保持了稳定，由此可以看出，PSS投入并未给励磁控制系统带
来反调的问题，可以投入实际运行。
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3 结论
明古鲁电厂1号发电机PSS整定试验中，完成了在线无补偿频率响应特性测试、PSS相位补偿特性和参数整定、PSS临界增益调整试验、PSS阻尼效果校核试验、反调试验等。试验结果表明，PSS相位补偿正确，PSS对于0.1Hz～2Hz的低频振荡具有阻尼作用，无功反调在允许范围内，可以正常投入运行。
明古鲁电厂是印尼苏门答腊岛电网第一家率先投入PSS的电厂。本文以1号机组为例，介绍了明古鲁电厂PSS现场整定试验的详细过程，并对实测的波形曲线进行了分析，证明的PSS参数的有效性和适应性，本次试验对PSS在印尼乃至东南亚国家的广泛推广应用具有很大的现实意义。
参考文献
1、《电力系统稳定器整定试验导则》DL/T 1231-2018
2、《大型汽轮发电机励磁系统技术条件》 DL/T 843-2010
3、《同步发电机进相试验导则》 DL/T 1523-2016
4、《电网运行准则》 GB/T 31464-2015
5、《发电机励磁系统试验》竺士章 中国电力出版社 2008年