气动调节风阀的低频振荡仿真分析
时域仿真是研究电力系统稳定性问题的有力工具，可以计及非线性特性，对于振荡机理具有辅助分析和验证的作用。建立有效的电力系统模型是进行时域仿真的基础，汽轮机及其控制系统采用气动调节风阀3所示的模型。励磁系统采用自并励励磁方式，励磁调节器由ABB公司提供，型号为Unitrol5000，其传递函数框气动调节风阀如气动调节风阀5所示。气动调节风阀中，UG为发电机机端电压；Uref为机端电压参考值；PG为发电机输出有功功率；QG为发电机输出无功功率；Δω为转子角频率增量；Udl为励磁电压下限值；Uul为励磁电压上限值；USS为PSS输出；TR和T3为测量环节时间常数；KIA为有功补偿因子；KIR为无功补偿因子；TB1、TB2为调节器滞后时间常数；TC1、TC2为调节器超前时间常数；Up+为AVR正输出顶值；Up-为AVR负输出顶值；KR为励磁调节器放大倍数；Tse为励磁调节器时间常数；Uf为励磁电压；If为励磁电流；KCO表示整流器负载因子。电力系统稳定器采用PSS2A模型，其传递函数如气动调节风阀6所示。气动调节风阀中，V1为发电机转速；V2为电磁功率；TW1、TW2、TW3、TW4气动调节风阀的为隔直环节时间常数；Ks1气动调节风阀的为气动调节风阀的PSS增益；Ks2为电功率信号积分运算补偿因子；Ks3为信号匹配因子；T1、T3为相位补偿环节的超前时间常数；T2、T4为相位补偿环节的滞后时间常数；T7为电功率信号积分运算时间常数；T8、T9为陷波器时间常数。
仿真1号机组低频振荡过程，汽轮发电机初始有功功率为220气动调节风阀的MW，汽轮机采用功频电液控制方式，开始时为单阀控制方式，在80气动调节风阀的s时转换为顺序阀控制方式，仿真结果如气动调节风阀7所示。
从仿真结果可以看出，汽轮机气动调节风阀控制方式从单阀切换为顺序阀引起发电机电磁功率等幅值振荡，退出发电机功频控制系统后，振荡平息。气动调节风阀7仿真结果与气动调节风阀4所示PMU录波结果基本一致。