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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410752961.8(22)申请日 2014.12.09H02J 3/24(2006.01)H02J 3/01(2006.01)(71)申请人 广东电网有限责任公司电力科学研究院地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路水均岗 8 号申请人 哈尔滨工业大学(72)发明人 朱亚清 钟敏 潘凤萍 黄卫剑吴宇忠 陈华忠 庞志强 任娟娟刘哲 刘金福(74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理有限公司 44224代理人 王程(54) 发明名称调速器侧低频振荡稳定器(57) 摘要本发明提供一种调速器侧低频振荡稳定器，包括：依次连接的状态。
2、反馈控制器、滤波模块和限幅模块 ；所述状态反馈控制器连接电力系统输出端，所述限幅模块连接调速系统；所述状态反馈控制器用于对电力系统反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述滤波模块用于根据设定的频率，通过传递函数滤除所述状态反馈控制器输出的抑制控制信号中频率小于所述设定的频率的控制信号 ；所述限幅模块用于将所述滤波模块输出信号的幅值限制在设定的范围，并将经过限幅的控制信号输送至所述调速系统，控制调速系统产生正阻尼力矩。上述调速器侧低频振荡稳定器可以降低状态反馈控制器产生的控制信号对电力系统的不利影响，提高系统的正常运行效率。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申。
3、请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 104466993 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104466993 A1/1 页21.一种调速器侧低频振荡稳定器，其特征在于，包括 ：依次连接的状态反馈控制器、滤波模块和限幅模块 ；所述状态反馈控制器连接电力系统输出端，所述限幅模块连接调速系统 ；所述状态反馈控制器用于对电力系统反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述滤波模块用于根据传递函数滤除所述状态反馈控制器输出的抑制控制信号中频率小于设定的频率的控制信号 ；其中，传递函数为 ：其中，Td表示设定的频率的倒数，s 表示复参数 ；所述限幅模块用于将所述滤波模块输。
4、出信号的幅值限制在设定的范围，并将经过限幅的控制信号输送至所述调速系统，控制调速系统产生正阻尼力矩 ；其中，所述设定的范围为 ：小于电力系统电流信号额定幅值且不小于低频振荡信号的幅值。2.根据权利要求 1 所述的调速器侧低频振荡稳定器，其特征在于，所述限幅模块为限幅器。3.根据权利要求 1 所述的调速器侧低频振荡稳定器，其特征在于，所述限幅模块还用于限制所述滤波模块输出的控制信号的幅值为 ：电力系统电流信号额定幅值的百分之五。4.根据权利要求 1 所述的调速器侧低频振荡稳定器，其特征在于，所述滤波模块包括 ：电容或电感。5.根据权利要求 1 所述的调速器侧低频振荡稳定器，其特征在于，所述设定的。
5、频率为0.1Hz。权 利 要 求 书CN 104466993 A1/4 页3调速器侧低频振荡稳定器技术领域0001 本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种调速器侧低频振荡稳定器。背景技术0002 电力系统中发电机组经输电线并列运行时，在扰动下会发生发电机转子间的相对摇摆，并在缺乏阻尼时引起持续振荡，此时输电线上功率也会发生相应振荡，因其振荡频率较低，一般在 0.1 2.5Hz，故称为低频振荡。低频振荡现象是小干扰稳定的主要表现形式之一。随着电网互联规模的扩大，高放大倍数快速励磁技术的广泛采用，以及受经济性、环保等因素影响下电网的运行更加接近稳定极限，在世界各地许多电网陆续观察到低频振荡。低。
6、频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，严重威胁电力系统的稳定。0003 就低频振荡产生的本质原因而言，是不断增长的系统容量和快速励磁的应用给系统带来的负阻尼，使系统的总阻尼不断减小。一般解决的方法是通过调速器侧电力系统稳定器 (GPSS)，其作用是通过电力系统反馈的电流信号产生控制信号输送至调速系统控制产生一个正阻尼力矩来抑制电力系统的低频振荡，从而达到事故后抑制振荡的目的。0004 然而，现有的调速器侧电力系统稳定器在电力系统运行的每时每刻，都会对系统产生控制作用，这些控制作用在未发生低频振荡时会降低系统正常运行时的效率。发明内容0005 基于此，有必要针对现有。
7、的调速器侧电力系统稳定器在未发生低频振荡时会降低系统正常运行时的效率的问题，提供一种调速器侧低频振荡稳定器。0006 一种调速器侧低频振荡稳定器，包括 ：依次连接的状态反馈控制器、滤波模块和限幅模块 ；0007 所述状态反馈控制器连接电力系统输出端，所述限幅模块连接调速系统 ；0008 所述状态反馈控制器用于对电力系统反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述滤波模块用于根据传递函数滤除所述状态反馈控制器输出的抑制控制信号中频率小于设定的频率的控制信号 ；其中，传递函数为 ：0009 其中，Td表示设定的频率的倒数，s 表示复参数 ；0010 所述限幅模块用于将所述滤波模块输出信号的幅值限制在设定的。
8、范围，并将经过限幅的控制信号输送至所述调速系统，控制调速系统产生正阻尼力矩 ；其中，所述设定的范围为 ：小于电力系统电流信号额定幅值且不小于低频振荡信号的幅值。0011 上述调速器侧低频振荡稳定器，通过状态反馈控制器对电力系统反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述控制信号经过滤波模块进行滤除处理，使得直流控制信号被滤除，然后滤波模块将经过滤除的控制信号输送至限幅模块，限幅模块将经过滤除的控制信号的幅值限制在低频振荡幅值和电力系统电流信号额定幅值之间，然后将经过限幅的控制信号说 明 书CN 104466993 A2/4 页4传输至调速系统控制产生一个正阻尼力矩来抑制电力系统的低频振荡 ；由于经过滤。
9、波模块滤除、限幅模块限幅后的控制信号为大于设定的频率的控制信号，不包括直流控制信号，可以降低状态反馈控制器产生的控制信号对电力系统的不利影响，提高系统的正常运行效率。附图说明0012 图 1 为一实施例调速器侧低频振荡稳定器结构示意图 ；0013 图 2 为另一实施例调速器侧低频振荡稳定器结构示意图 ；0014 图 3 为一实施例经过滤波模块的控制信号幅频特性图。具体实施方式0015 下面结合附图对本发明的调速器侧低频振荡稳定器的具体实施方式作详细描述。0016 请参阅图 1，图 1 一实施例调速器侧低频振荡稳定器结构示意图。0017 一种调速器侧低频振荡稳定器，包括 ：依次连接的状态反馈控制。
10、器 110、滤波模块130 和限幅模块 150 ；0018 所述状态反馈控制器 110 连接电力系统输出端，所述限幅模块 150 连接调速系统170 ；0019 所述状态反馈控制器 110 用于对电力系统 190 反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述滤波模块 130 用于根据传递函数滤除所述状态反馈控制器 110 输出的抑制控制信号中频率小于设定的频率的控制信号 ；其中传递函数为 ：0020 其中，Td表示设定的频率的倒数，s 表示复参数 ；0021 所述限幅模块 150 用于将所述滤波模块 130 输出信号的幅值限制在设定的范围，并将经过限幅的控制信号输送至所述调速系统 170，控制调速系统。
11、 170 产生正阻尼力矩 ；其中，所述设定的范围为小于电力系统电流信号额定幅值且不小于低频振荡信号的幅值。0022 上述调速器侧低频振荡稳定器，通过状态反馈控制器 110 对电力系统反馈的电流信号产生抑制控制信号，所述控制信号经过滤波模块 130 进行滤除处理，滤除直流控制信号，然后滤波模块 130 将经过滤除的控制信号输送至限幅模块 150，限幅模块 150 将经过滤除的控制信号的幅值限制在低频振荡幅值和电力系统电流信号额定幅值之间，然后将经过限幅的控制信号传输至控制调速系统170产生一个正阻尼力矩来抑制电力系统190的低频振荡 ；由于经过滤波模块130滤除、限幅模块150限幅后的控制信号为。
12、大于设定的频率的控制信号，不包括直流控制信号，可以降低状态反馈控制器 110 产生的控制信号对电力系统的不利影响，提高系统的正常运行效率。0023 在一实施例中，所述限幅模块 150 可以为限幅器。0024 通过设定限幅器的参数从而可以将滤波模块 130 输出信号的幅值限制在设定的范围，并将经过限幅的控制信号输送至所述调速系统 170，控制调速系统 170 产生正阻尼力矩。0025 在一实施例中，所述限幅模块 150 还可以用于限制所述滤波模块 130 输出的控制信号的幅值为 ：电力系统电流信号额定幅值的百分之五。说 明 书CN 104466993 A3/4 页50026 低频振荡信号的振荡幅。
13、值一般不超过电力系统电流信号额定幅值的百分之五，通过所述限幅模块 150 限制所述滤波模块 130 输出的控制信号的幅值为 ：电力系统电流信号额定幅值的百分之五可以在降低控制信号对电力系统的正常运作的影响的同时不影响抑制低频振荡信号的效果。0027 在一实施例中，所述滤波模块 130 可以包括 ：电容或电感。0028 可以按照需要进行滤除的频率信号设定电容或电感的参数，从而可以进行滤除小于设定的频率的控制信号，降低状态反馈控制器 110 输出的控制信号对电力系统的正常运作的影响，同时，采用电容或电感的成本也较低。0029 在一实施例中，所述设定的频率可以为 0.1Hz。0030 一般低频振荡的。
14、频率范围为 0.1Hz 到 2.5Hz 之间，将设定的频率设为 0.1Hz 可以在滤除影响电力系统正常运作的直流控制信号的同时保留更完整的低频振荡控制信号，从而可以使得输送至调速系统170的控制信号控制调速系统170所产生的正阻尼力矩抑制低频振荡问题的效果更好。0031 为了更进一步的说明本发明的调速器侧低频振荡稳定器，下面将结合具体应用实例进行说明。0032 请参阅图 2，图 2 为另一实施例调速器侧低频振荡稳定器结构示意图。0033 本具体应用实例通过状态反馈控制器 210 获取电力系统反馈的电流信号，根据电流信号产生抑制控制信号，然后所述状态反馈控制器 210 将抑制控制信号传输至滤波模。
15、块230，滤波模块230的作用是将状态反馈控制器210产生的所有控制信号中提取出来由低频振荡信号等振动信号产生的振荡控制信号，并将直流控制信号去除。通过滤波模块 230 之后，控制信号就只有振荡控制信号输出。0034 滤波模块 230 在进行滤除时采取的传递函数为 ：0035 其中，Td表示设定的频率的倒数，s 表示复参数 ；0036 根据传递函数，我们可以得到经过滤波模块 230 后的控制信号的幅频特性，如图 3所示 ：其中 L(w) 表示幅值增益，纵坐标是对数形式 ；从滤除直流环节的幅频特性可以看出，在低频段，该环节幅值增益小于 1，故控制量的直流分量就被衰减去除了，而当信号频率大于 1/。
16、Td时，信号则可以无衰减的通过。Td的大小决定了可以通过的信号的频率大小。0037 限幅模块250的限幅环节则是将通过滤波模块230后的控制信号中的振荡控制信号的振荡幅值限制在一定的范围。由于低频振荡信号的特点是振荡频率小，振荡幅值小，状态反馈控制器对低频振荡信号产生的抑制控制信号也会有相应的特点，而对于系统正常工作时存在的振荡幅值大的波动，状态反馈控制器 210 的输出幅值也相应较大。从而，本具体应用实例将整个控制量的输出信号振荡幅值限制在一个适当的范围内，即刚好大于低频振荡信号的振荡幅值又小于电力系统正常波动信号的幅值 ( 即电力系统电流信号的额定幅值 )。0038 在本具体应用实例中，设。
17、置滤波模块 230 的参数 Td 10，即表示允许通过滤波模块 230 的信号振荡频率不会小于 0.1Hz，这是由于低频振荡的频率范围是在 0.1Hz 到 2.5Hz之间，设定Td10后，状态反馈控制器210产生的低频振荡控制信号将可以更完整的保留。然后，设置限幅模块250的限幅环节的参数，把限幅环节的振荡幅值上限设置为0.05(标幺说 明 书CN 104466993 A4/4 页6值，与电力系统电流信号的额定幅值的比值 )，通过上述设定后，限幅模块 250 通过加法器270 输送至调速系统的控制信号在系统正常工作时将不产生控制作用，而在系统发生低频振荡时才产生控制作用。0039 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。说 明 书CN 104466993 A1/1 页7图1图2图3说 明 书 附 图CN 104466993 A。