【正文】 其基本 原理是在自動電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上 ,輔以轉(zhuǎn)速偏差 Δω、功率偏差 ΔPe、頻率偏差 Δf中的一種或兩種信號作為附加控制 ,產(chǎn)生與 Δω同軸的附加力矩 ,增加對低頻振 21 蕩的阻尼 ,以增強電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。超前 —滯后環(huán)節(jié)可補償勵磁系統(tǒng)引起的相位滯后。39。dddddqddddddqddqdddqddqdqqdqqddExxxxUxUEUxxxxxUExxUUxUExUUxUEUIUIUPq?????????????? （ 229） 暫態(tài)磁阻功率的出現(xiàn)帶來了功角特性計算的復(fù)雜化，很多情況下采取如下簡化：以直軸暫態(tài)電抗 39。dx 表示發(fā)電機，這種情況下 ?????????dqdddqq xIU xIUE0 39。 ? ?? ???????????????????1 2 0c o sc o s1 2 0c o sc o sc o sc o s??????DcDDccDDbDDbbDDaDDaaDMMLLMMLLMMLL （ 219） 式中， DM 為定子繞組與 d 軸阻尼繞組 D 間的互感變化幅值， 0?DM 。 同步發(fā)電機的磁鏈方程 abc坐標下的磁鏈方程 ? ?iL 66??? 可改寫為 ?????????????????????? fDQabcfDQabc i iLLLL 22122111 （ 28） 與電壓方程相似，兩邊左乘矩陣 ? ?? ?????????3333 ID 并在式（ 28）右邊兩矩陣間插入 ?????????????IDID1 項，經(jīng)整理后可得 ???????? ???????? ? ????????? ????????????????? ????f D QdqRRSRRSSSf D Qdqf D Qdq i iLLLLd e fi iLDLDL DDL 0022121211110 （ 29） 上式中電感矩陣下標 S 和 R 分別表示定子和轉(zhuǎn)子。 （ 2）研究了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制電網(wǎng)振蕩抑制的原理。 MATLAB 環(huán)境 (或語言）由美國的 Cleve Moler 博士于 1980 年研制成功，研制 MATLAB 的初衷是使它具有強大的矩陣處理方面的功能。切除故障時，也切除了電阻。這時，短路電流就會大于發(fā)電機端短路時的短路電流，這顯然是不合適的。 當前，電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行趨勢產(chǎn)生了新的類型的穩(wěn)定性問題。電力系統(tǒng)幾乎時時刻刻都受到小的干擾。 1984 年初，由于香港青山電廠 350MW 機組高功率因數(shù)運行，致使廣東至香港聯(lián)絡(luò)線發(fā)生低頻功率振蕩， 1984 年底在青山電廠機組配置了 PSS 后，解決了當時的低頻振蕩問題。PSS 己成為加拿大電力系統(tǒng)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)必需的一個組成部分，如果 PSS 退出，某 3 些發(fā)電機的出力將限制在 50%左右。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。目前 ,提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn) 定性的重要措施之一是采用在電力系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器上附加電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS ( Power System Stabilizer)的附加勵磁控制方案。 畢 業(yè) 論 文 題目 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 pss 的設(shè)計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學 院： 電氣工程學院 年 級： 學習形式： 學 號： 論文作者 ： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成時間： 鄭 重 聲 明 本人的學位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立撰寫并完成的，學位論文沒有剽竊、抄襲、造假等違反學術(shù)道德、學術(shù)規(guī)范和侵權(quán)行為，否則，本人愿意承擔由此而產(chǎn)生的法律責任和法律后果，特此鄭重聲明 。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ pss）就是為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵磁控制技術(shù)。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性這項工作必須要落實到系統(tǒng)的各個部位。 德國西部電力系統(tǒng)從 70 年代到 80 年代末期，系統(tǒng)中最大單機容量已從 300MW增大到火電機組 1000MVA，原子能機組 1700MVA。在這之后， PSS 在我國的電力系統(tǒng)中越來越多的采用。例如：系統(tǒng)中負荷 的小量變化；又如架空輸電線因風吹擺動引起的線間距離（影響線路電抗）的微小變化等等。 目前我國正處于飛速發(fā)展的時期，對電力的需求程度空前強烈。而且，短路電流還可能呈容性電流。運用 電氣制動提高暫態(tài)穩(wěn)定性時，制動電阻的大小及投切時間要選擇得恰當?，F(xiàn)代控制理論界的專家們面對高維數(shù)的控制問題，渴求一種比當時流行的高級語言更具有可讀性的語言，因而 MATLAB 語言的面世，首先被控制理論界的專家們所關(guān)注。采用 MATLAB 建立單機無 窮大系統(tǒng)模型 ,實現(xiàn)了利用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器來提高單機無窮大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 下面對式（ 29）中電感矩陣進行討論。 ? ?? ? ? ?? ? ? ????????????????????????????1 2 0s i n90c o s1 2 0s i n90c o ss i n90c o s??????QcccbbbaaaQMMLLMMLLMMLL （ 220） 式中， QM 為定子繞組與 q 軸阻尼繞組 Q 間的互感變化幅值， 0?QM 。39。dx 后的電動勢 39。 Ux xxExxEdddqddq ? ??????? 代入式（ 227），可得 ?? 2s in2s in 39。放大環(huán)節(jié)的的放大倍數(shù) K 確保 ΔT有足夠的幅值。用 PSS的目的是通過發(fā)電機勵磁控制增強對系統(tǒng)振蕩的阻尼來使電力輸送的穩(wěn)定極限提高。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制低頻振蕩原理 PSS ( power system stabilizer) 最早由美國學者 F. P. demello和 C. Concodri提出的。 PSS的隔直環(huán)節(jié)使 t 趨于無窮大時 PSS 的輸出為零，而過渡過程中，該環(huán)節(jié)使動態(tài)信號順利通過，從而使 PSS 只在動態(tài)中起作用。39。39。qE 和直軸暫態(tài)電抗 39。 由式（ 210）和 ? ?? ???????????????????120c o sc o s120c o sc o sc o sc o s??????fcffccffbffbbffaffaafMMLLMMLLMMLL （ 218） 式中， fM 為定子繞組與轉(zhuǎn)子勵磁繞組 f 間的互感變化幅值， 0?fM 。 （ 3）式（ 27）右邊第三項是歐姆電壓項，反映了相應(yīng)繞組的電阻壓降 。推導(dǎo)了簡單系統(tǒng)中同步發(fā)電機的電磁功率方程以及同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程。 MATLAB的簡介 MATLAB 簡介： MATLAB 一詞是由 Matrix 和 Laboratory 復(fù)合生成的，原意是 8 矩陣實驗室。 電氣制動就是當系統(tǒng)中發(fā)生故障后迅速地投入電阻以消耗發(fā)電機的有功功率（增大電磁功率），從而減少功率的差額。當補償度 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。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。 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。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。 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。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。 發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的研究意義 ............................................................. 18 3 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器基本介紹 ............................................................................................. 19 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器簡介 ........................................................................................... 19 電力系統(tǒng)弱阻尼產(chǎn)生原因 ................................................................................... 20 低頻振蕩簡介 ....................................................................................................... 20 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制低頻振蕩原理 ................................................................... 20 本章小結(jié) ............................................................................................................... 21 4 PSS 的設(shè)計 .................................................................................................................... 23 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計原理 ............................................................................... 23 PSS 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 PSS 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 .............................................................. 24 汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)超前補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 ............................................. 25 本章小結(jié) ............................................................................................................... 26 V 5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 MATLAB 仿真分析 ........................................................................... 27 簡單電力系統(tǒng)的建立 ........................................................................................... 27 模型運行仿真分析 ............................................................................................... 30 PSS 作用分析 ...................................................................................................... 33 本章小結(jié) ............................................