【正文】 圖 24 PSS 系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的階躍響應(yīng)（短路時間 ） 圖 25 PSS 系統(tǒng)電功率的階躍響應(yīng)（短路時間 ） 第 17 頁 圖 26 PSS 系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的階躍響應(yīng)（短路時間 ） 圖 27 PSS 系統(tǒng)電功率的階躍響應(yīng)（短路時間 ） 多機系統(tǒng) PSS 仿真 結(jié)果 短路試驗： 1) 單相接地故障 在 t=20s 時系統(tǒng)出現(xiàn)單相短路故障，一段時間后故障切除，將線路重新閉合，得到短路故障時電功率 eP 的時域響應(yīng)。 39。39。 圖 2 勵磁控制系統(tǒng)示意圖 仿真系統(tǒng)參數(shù) 第 9 頁 本文所研究的單機和多機無窮大系統(tǒng)如圖 圖 4 所示，該仿真系統(tǒng)由發(fā)電機、變壓器、雙回路輸電線、用電負荷和無窮大系統(tǒng)組成。 PSS 基于系統(tǒng)在某一平衡點處的近似線性化模型設(shè)計， 針對性強，經(jīng)濟、簡單易行而且有效，獲得了普遍的應(yīng)用。只有在轉(zhuǎn)速或有功功率或頻率發(fā)生變化時，才起作用。其值的大小，涉及制造和成本等因素，一般取 2 。 4）勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速的反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強行勵磁等控制功能以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運行條件。 5）水輪發(fā)電機組要求強行減磁。 2）無功功率的分配：在單機無窮大系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)機組的勵磁電流就可以改變發(fā)電機無功功率；在實際系統(tǒng)中，發(fā)電廠輸出無功電流與其母線電壓水平有關(guān)，改變其中一臺發(fā)電機的勵磁電流不但影響發(fā)電機的電壓和無功功率，而且也將影響與之并聯(lián)運行機組的無功功率，其影響程度與系 統(tǒng)情況有關(guān)。 同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由勵 磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩部分組成，如圖1 所示。在法國和德國的文獻中，它用來表示我們這里所用的暫態(tài)穩(wěn)定。通常假定短路發(fā)生在輸電線上，個別情況下母線或變壓器故障也被考慮在內(nèi)。在當(dāng)今實際電力系統(tǒng)中，小擾動穩(wěn)定問題主要是缺乏足夠的振蕩阻尼。 為了分析的方便和增進對穩(wěn)定問題性質(zhì)的有效理解，通常將轉(zhuǎn)子角穩(wěn)定現(xiàn)象用如下兩類來表征 : 1）小信號 (或稱小干擾 )穩(wěn)定是電力系統(tǒng)在小擾動下保持同步的能力。定子旋轉(zhuǎn)磁場 (相應(yīng)于系統(tǒng)頻率 )與轉(zhuǎn)子磁場的“滑差”使電機的功率輸出、電流、電壓產(chǎn)生很大的波動；從而使保護系統(tǒng)動作把不穩(wěn)定的電機從系統(tǒng)中隔離開來。如果系統(tǒng)受到干擾，則平衡遭到破壞，電機的轉(zhuǎn)子將按旋轉(zhuǎn)體的運動定律加速或減速。 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要研究電力系統(tǒng)在諸如負荷或發(fā)電機突然變化、傳輸線路發(fā)生短路等條件下，電力系統(tǒng)的行為。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對發(fā)電機勵磁提出了更高的要求。第 1 頁 基于 MATLAB 的 PSS 仿真分析 摘 要： 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的研究，對保證電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定具有重要的意義。同步發(fā)電機勵磁控制是保證發(fā)電機和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和改善電力系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的一項基本措施。更深入地理解穩(wěn)定機制 、建立快速準(zhǔn)確第 2 頁 的穩(wěn)定分析方法和提出有效經(jīng)濟的控制措施便成為當(dāng)務(wù)之急。在穩(wěn)態(tài)條件下每臺電機的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出的電轉(zhuǎn)矩平衡，轉(zhuǎn)速保持不變。 當(dāng)一臺同步電機失去同步或?qū)⑴c系統(tǒng)的某些部分失步時，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度將高于或低于發(fā)出系統(tǒng)頻率下的電壓所需的轉(zhuǎn)速。另一方面，缺乏足夠的阻尼轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生振蕩不穩(wěn)定。其通常失穩(wěn)方式是增幅振蕩。這些故障通常考慮為不同類型的短路：單相對地、兩相對地、兩相短路或三相短路。在北美的文獻中，動態(tài)穩(wěn)定一詞多數(shù)用于指帶白 動控制裝置 (主要是發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器 )的小信號穩(wěn)定，以與經(jīng)典的無自動控制的靜態(tài)穩(wěn)定相區(qū)別。可見，同步發(fā)電機勵磁的自動控制在保證電能質(zhì)量、無功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運行的可靠性等方面都起著十分重要的作用。勵磁系統(tǒng)擔(dān)負了維持電壓水平的主要任務(wù)。當(dāng)電力系統(tǒng)由于種種原因，出現(xiàn)短時低電壓時，勵磁系統(tǒng)可以發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，大幅度的增加勵磁以提高系統(tǒng)電壓，從而改善系統(tǒng)運行條件。 3）對遠距離輸電的發(fā)電機組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運行，要求勵磁調(diào)節(jié)器沒有失靈區(qū)。勵磁頂值電壓在強行勵磁時能提供的最高輸出電壓值與額定工況下勵磁電壓之比稱為強勵倍數(shù)。PSS 在轉(zhuǎn)速恒定不變時，輸出為零，不起作用，這是因為發(fā)電機正常運行中，我們不希望穩(wěn)定器對機端電壓產(chǎn)生持續(xù)的影響。它抽取角速度，功率或頻率等鎮(zhèn)定參量，經(jīng)過主要由放大、復(fù)位和超前滯后等環(huán)節(jié)組成的校正環(huán)節(jié)處理后將產(chǎn)生的附加勵磁控制信號和機端電壓一起作為勵磁系統(tǒng)的輸入。因為它的輸入點與電壓調(diào)節(jié)器參考輸入點是同一點，所以要使 T產(chǎn)生純粹的正阻尼轉(zhuǎn)矩 (相位上與轉(zhuǎn)速同方向 )， T 的相位必須超前 ?? 軸 x? 角，這樣輸入電壓調(diào)節(jié)器后，經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器及勵磁系統(tǒng)的滯后，剛好可以產(chǎn)生純粹的正阻尼轉(zhuǎn)矩。 39。39。 第 12 頁 圖 10 PSS 系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的階躍響應(yīng) 圖 11 PSS 系統(tǒng)電功率的階躍響應(yīng) 圖 12 未加 PSS 系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的階躍響應(yīng) 第 13 頁 圖 13 未加 PSS 系統(tǒng)電功率的階躍響應(yīng) 短路試驗 1) 單相接地故障 在 t=20s 時系統(tǒng)出現(xiàn)單相短路故障，一段時間后故障切除，將線路重新閉合，得到短路故障時發(fā)電機轉(zhuǎn)速 wm 和電功率 eP 的時域響應(yīng)。而對于三相短路而言，對系統(tǒng)的沖擊最大，短路時間為 時，能恢復(fù)穩(wěn)定，當(dāng)短路時間為 時，擾動已經(jīng)非常大了，但系統(tǒng)還能恢復(fù)穩(wěn)定。其仿真準(zhǔn)確度高，建模及運行速度快，具有常規(guī)軟件仿真所沒有的優(yōu)點，可以繼續(xù)利用 MATLAB 進行其他電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題的仿真研究。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承