【正文】 磁系統(tǒng)是保證發(fā)電機安全發(fā)電，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性所 必須的，對保證國民生產(chǎn)的安全進行、保證 人民生活的安全和有序，具有重大 的 意義。由于一個開關(guān)站、多個變電站以及 345kV 輸電線路的破壞，使得臺灣的南電北送受阻，造成臺灣彰化以北地區(qū)完全斷電，社會和經(jīng)濟損失難以估計。 英國、澳大利亞、馬 來西亞、芬蘭、丹麥、瑞典和意大利等國也有類似的大停電事故發(fā)生。 電力系統(tǒng)在發(fā)展龐大的 同時對穩(wěn)定性提出了更高的要求。 ：任務(wù)書、開題報告、外 文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS 的設(shè)計與仿真 IV 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。s design principles and the impact on the power system, the use of the benefits of power system stabilizer. The frequency of oscillation maybe happen to power system when the system In the normal gives a great help if the power system after the addition of PSS. Power system stabilizer (PSS) is to suppress a low frequency oscillation of additional excitation control. It is the excitation voltage regulator, the introduction of axial velocity ahead of additional signals to produce a positive damping torque to overe the primary excitation voltage regulator produced negative damping torque effect. Improving power system damping, lowing frequency oscillation problem solving is to improve power system dynamic stability of the important measures. This paper analyzes the power system stabilizer research background and research status at home and abroad, and then to the infinite system of mathematical models of specific analysis, and then analyzed the system with PSS and without PSS operation of the system, and finally Of the two cases were pared and analyzed the advantages and disadvantages of PSS, while the future of the power system of a higher challenge. Keyword: Excitation control ； Lowfrequency oscillation ； Power System Stabilizer III 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。它在勵磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng) 先于軸速度的附加信號，產(chǎn) 生一個正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負阻尼轉(zhuǎn)矩作用 ,用于提高電力系 統(tǒng)阻尼， 解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 I 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS 的設(shè)計與仿真 摘要 由于電力系統(tǒng)在正常運行時會發(fā)生頻率的振蕩，對我們的生產(chǎn)生活帶來了很多的危害，給我國的國民經(jīng)濟造成了巨大的損失。 本文首先分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的研究背景和國內(nèi)外研究狀況，然后又對無限大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行了具體的分析，然后又分析了系統(tǒng)帶 PSS 和不帶 PSS 時系統(tǒng)的運行情況，最后對兩種情況進行了比較，分析了 PSS 的優(yōu) 點和缺點，同時對電力系統(tǒng)的未來提出了更高的挑戰(zhàn)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人 或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 改善和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性對國民經(jīng)濟有著十分重要的意義，電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定時，發(fā)電機不能正常發(fā)電，用戶 不能正常用電，并引起系統(tǒng)參數(shù)巨大 變化，往往會造成大面積的停電事故。在我 國 20xx 年初的冰災(zāi)也因大范圍、長時間的停電造成了巨大損失。地震中還有大量電力設(shè)備，特別是變電站和開關(guān)站設(shè)備遭到大量破壞。 我國電網(wǎng)建設(shè)落后于電源建設(shè)，現(xiàn)代化大機組的高放大倍數(shù)快速勵磁系統(tǒng)采用之后，振蕩現(xiàn)象更加明顯。 國內(nèi)外研究狀況 電力系統(tǒng)中發(fā)生過低頻振蕩。近年來又研制了微機 PSS，用在來克丁頓抽水蓄能電站的 6 臺 325MVA 機組上。 加拿 大用改進勵磁系統(tǒng)性能作為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本措施，采用高增益快速勵磁系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，采用 PSS 以提高動態(tài)穩(wěn)定。為了解決系統(tǒng)電壓波動，采用了高增益的快速電壓調(diào)節(jié)器以改善系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定及電壓穩(wěn)定，并在所有的大機組上都配置了 PSS，之后電網(wǎng)運行穩(wěn)定。 1974 年由于某 330KV 線路并聯(lián)電抗器故障退出，使利得爾發(fā)電機低勵運行，發(fā)生低頻振蕩。他們對新機組勵磁系統(tǒng)的要求是 :①高響應(yīng)勵磁系統(tǒng) 。此后在湖南鳳灘電廠 4 臺 l00MW 機組上安裝了 PSS，使鳳灘至益陽間線路輸送功率從 160MW 增至 273MW 以上。這些方法著重于單個額定運行點的考慮，而不計系統(tǒng)運行的魯棒特性，因此，對于像電力系統(tǒng)這樣的高度非線性系統(tǒng)難以保證其在較寬運行范圍內(nèi)的穩(wěn)定，因此使 PSS 具有魯棒性成為近年來得研究重點。文獻 [19]引入概率的概念來考慮多個運行條件下 PSS 的動 態(tài)性能，從而保證 PSS 的魯棒性。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定 電力 系統(tǒng)穩(wěn)定性問題就是當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運行狀態(tài)下受到某種干擾后，能否經(jīng)過一定的時間后回到原來的運行狀態(tài)或者過渡到一個新的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)問題。 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步，自動恢復(fù)到初始運行狀態(tài)的能力。這里所說的大干擾是區(qū)別與前面說說的小干擾而言的，比如短路、突然斷開線路或發(fā)電機等。 電力系統(tǒng)受到大的干擾，經(jīng)過一段時間后，會逐步趨向穩(wěn)定運行狀態(tài)或者趨于失步狀態(tài)。 （ 2）中間階段：在起始階段后，大約持續(xù) 5S 左右的時間段。另外，系統(tǒng)中還將由于頻率和電壓的下降，發(fā)生自動裝置切除部分負荷等操作。 1929 年瑞典（ ASES） 公司首創(chuàng)了（ HVDC） 技術(shù)。 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的根本辦法是 使電力系統(tǒng)有較高的功率極限、抑 自 發(fā)振蕩的產(chǎn)生、盡可能減小發(fā)電機相對運動的振蕩幅度。 采用串聯(lián)電容補償同樣也可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)補償度過大時，在裝在離電源較近的高壓輸電線路上的電容器后方短路時，電容器的容抗可能大于變壓器和電容器前面輸電線路的電抗之和。 此外，補償度過大還可能引起其他的問題，例如自勵磁現(xiàn)象。 快速切除故障對于提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性有這決定性的作用。電力系統(tǒng)的故障特別是高壓輸電線路的故障大多數(shù)是短路故障，而且都是暫時性的短路故障。說到提高發(fā)電機輸出的電磁功率先介紹一下電氣制動。否則，江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 會發(fā)生欠制動，即制動作用過小，發(fā)電機仍要失步；或者發(fā)生過制動，即制動過大，發(fā)電機雖在第一次振蕩中沒有失步，卻在切除故障和切除制動電阻后的第二次振蕩中或以后失步了。自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，元部件少，其勵磁電源來自機端變壓器，無旋轉(zhuǎn)部件，運行可靠性高，維護工作量小。自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)的缺點是它的勵磁電源來自發(fā)電機端，受發(fā)電機機端電壓變化的影響。為驗證其正確性，通過穩(wěn)定計算研究了滿發(fā)時發(fā)電機組采用自并勵勵磁方式的穩(wěn)定情況，計算結(jié)果表明，發(fā)電機組采用自并勵勵磁方式可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，但必須同時加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (PSS)。 2. 研究了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制電網(wǎng) 低頻 振蕩的原理 ，分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用。我們通過對每一個部分進行分析 ，認識到它們的運行原理，可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行時 間，還可以在發(fā)生問題時及時地判斷出問題的所在地。當(dāng)然，要想電力系統(tǒng)能后經(jīng)濟的運行，每一個部件的經(jīng)濟運行是至關(guān)重要的問題，我們通過分析龐大電力系統(tǒng)的各個部分的數(shù)學(xué)模型，來找出讓各個部件經(jīng)濟經(jīng)濟運行的方式。 從物理意義上講， 帕克 變換就是將 ia,ib,ic 電流投影，等效到 d,q 軸上，將定子上的電流都等效到直軸和交軸上去。因此電機的電動勢 E 基本上是沿著轉(zhuǎn)子的 q 軸。如下 ? ? ? ?1100tta a b b c c a b c a b c d q d qp v i v i v i V i P V P i??? ? ? ? ? ? ?1 1 10 0 0 0tttd q d q d q d qV P P i V P P i? ? ??? 0 0 0 0tdq dq d d q qV i v i v i v i? ? ? ? (29) 無限大系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型 發(fā)電機數(shù)學(xué)模型 發(fā)電機的線性化數(shù)學(xué)模型的三階狀態(tài)方程表示如下： 39。 39。039。11 I d d q eK K x x x x? ? ? ? (215) ? ? ? ? ? ? ? ?39。039。00|1 q dT I d q e I q eq T TV VVK K x x x K x RE V V??? ????? ? ? ? ??? (218) ? ?? ?239。dx ：直軸暫態(tài)電抗 39。 03 31 ? 39。這個模型可以模擬出我國絕大部分的勵磁系統(tǒng)，對提高我們勵磁系統(tǒng)的精度有著至關(guān)重要的作用。???3MmT??????? 圖 25 汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖 汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)方程如下： ? ?*1 31gsM k u M T? ?? (224) ? ?2 1 0 2 chM M M M T? ? ? ? (225) ? ?39。 39。2139。39。 39。39。 2239。 39。 39。 39。 39。 39。dE ：暫態(tài)電抗后的電勢 39。? ：高壓汽缸功率占汽輪機總功率的比率 1C 、 2C ：調(diào)速器輸出信號的 限幅值 調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)參數(shù) eK 和 eT 的選擇 當(dāng) ? ， 25eK? 時 的特征值計算 下面我們以國產(chǎn)的 30 萬千瓦的機組為例子進行討論 發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：（標(biāo)幺值） ?? 39?？梢缘玫?16~KK為： 1 ? 2 ? 3 ? 4 ? 5 ?? 6 ? 調(diào)速器和汽輪機的參數(shù)： 20gK? ? ? 39。計算出全部的特征值。這個時候系統(tǒng)的特征值為： ， + + 畫出 ? ， 25eK? 和 ? ， 100eK ? 的根軌跡如下： 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 圖 31 根軌跡圖 大擾動的定義是在 t=0 時，雙回 路線中某一處發(fā)生單相短路， t= 秒切除故障， t= 秒重合閘成功。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 就是為抑制低頻振蕩而研 究的一種附加勵磁控制技術(shù)。 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定一般用發(fā)電機之間的相對功角來判斷，功角和汽輪機的轉(zhuǎn)速有關(guān)系，