PID调节对异步电网频率稳定性影响及改进策略

"这篇研究论文探讨了水电机组PID功率调节对异步送端电网频率稳定性的影响，特别是在云南电网这一异步运行的省级电网中的应用。文中提出了一个分析方法，该方法关注于PID调节系统在定值调节和一次调频系统中的功率振荡特性，特别是由超调和外部激励引发的振荡现象。通过这种方法，研究人员揭示了超调振荡的起因、周期，并解释了在外部周期性激励下的持续振荡机制及其可能的正负面影响。该文通过云南电网的实际频率振荡案例验证了分析方法的有效性，并提出了改善策略，以防止由PID调节引起的电网频率振荡，仿真结果显示该策略能有效缓解超低频振荡问题。" 本文的研究重点在于理解和解决异步联网情况下，特别是水电站PID控制在频率稳定性方面的问题。PID控制器是一种广泛应用的自动控制系统，用于调整水电机组的输出功率，以保持电网频率稳定。然而，在异步运行的电网中，如云南电网，这种调节可能导致意想不到的振荡效应，尤其是当系统受到外部干扰时。 首先，文章深入分析了PID调节器在定值调节和一次调频系统中的动态行为。定值调节是维持水电机组输出功率在设定点的一种方法，而一次调频则是电网频率快速响应的首要机制。当这些系统因超调或外部激励导致输出功率振荡时，可能会对电网的频率稳定性产生负面影响，表现为超调振荡。 其次，研究揭示了PID调节系统在初始干扰下产生超调振荡的原因和周期性。这有助于理解为何在某些条件下，PID控制会引发不期望的功率振荡，以及这些振荡如何随时间演变。 此外，作者还探讨了在外部周期性激励下，PID调节系统持续振荡的机制。这包括了振荡的正面和负面效应，强调了在特定情况下，这些振荡可能对电网稳定性产生积极或消极的作用。 通过云南电网的实例分析，研究证明了所提出的分析方法的有效性，并据此提出了改进策略。这些策略旨在减少水电机组PID控制引发的电网频率振荡，特别是超低频振荡问题。仿真实验的结果证实了这些策略的可行性，表明它们能够有效地缓解电网的不稳定问题。 该研究不仅深化了对异步联网电网频率稳定性的理解，而且为实际电网操作提供了实用的解决方案，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。