基于matlab的pss仿真分析本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 18:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關(guān)閉導(dǎo)水葉，因而會(huì)使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，則發(fā)電機(jī)電壓有可能升高到危及定子絕緣的程度，所以，此時(shí)要求勵(lì)磁系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行減磁。 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求勵(lì)磁系統(tǒng)是由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩部分組成的，為了充分發(fā)揮它們的作用，完成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)，對(duì)勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器性能分別提出了如下要求：對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器而言，其主要任務(wù)是檢測(cè)和綜合系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，經(jīng)放大后控制勵(lì)磁單元以得到所要求的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。所以對(duì)它的要求如下：1）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能反映出發(fā)電機(jī)端電壓高低以維持發(fā)電機(jī)電壓在給定水平。通常認(rèn)為，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能保證同步發(fā)電機(jī)端電壓靜差率:半導(dǎo)體型的1%，電磁型的3%。2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能合理分配機(jī)組的無功功率，為此，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)保證同步發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)差率可以在下列范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整:半導(dǎo)體型的，電磁型的。3）對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行，要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒有失靈區(qū)。4）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速的反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運(yùn)行條件。5）具有較小的時(shí)間常數(shù)，能迅速響應(yīng)反饋信息的變化。勵(lì)磁功率單元受控于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，對(duì)其要求如下：1）要求勵(lì)磁功率單元有足夠的可靠性，并具有一定的調(diào)節(jié)容量。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)依靠勵(lì)磁電流的變化進(jìn)行系統(tǒng)電壓和本身無功功率的控制。因此，勵(lì)磁功率單元應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)容量以適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行工況的要求。2)具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度。從改善電力系統(tǒng)運(yùn)行條件和提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性來說，希望勵(lì)磁功率單元具有較大的強(qiáng)勵(lì)磁能力和快速的響應(yīng)能力。勵(lì)磁頂值電壓在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)能提供的最高輸出電壓值與額定工況下勵(lì)磁電壓之比稱為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。其值的大小，涉及制造和成本等因素，一般取?，F(xiàn)在一般大容量機(jī)組往往采用快速勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)時(shí)間(勵(lì)磁電壓達(dá)到95%頂值電壓所需時(shí)間)，稱為高初始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)。響應(yīng)時(shí)間可以作為動(dòng)態(tài)性能評(píng)定指標(biāo)。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）簡(jiǎn)介IEC對(duì)PSS的定義是:一種裝置，它借助于電壓調(diào)節(jié)器控制勵(lì)磁機(jī)的輸出，來阻尼同步電機(jī)的功率振蕩。輸入變量可以是轉(zhuǎn)速、頻率或功率(或多個(gè)變量的綜合)。這里指的“勵(lì)磁機(jī)”為各種勵(lì)磁系統(tǒng)的輸出功率部件，包括靜止整流部件。PSS是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中的一個(gè)功能部件，它的主要作用是在系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩時(shí)提供一個(gè)附加阻尼，相當(dāng)于提高功率阻尼系統(tǒng)D，使轉(zhuǎn)子振蕩的阻尼比達(dá)到一個(gè)理想的數(shù)值，響應(yīng)特性就能較快的達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，提高了電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定。PSS在轉(zhuǎn)速恒定不變時(shí)，輸出為零，不起作用，這是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，我們不希望穩(wěn)定器對(duì)機(jī)端電壓產(chǎn)生持續(xù)的影響。只有在轉(zhuǎn)速或有功功率或頻率發(fā)生變化時(shí)，才起作用。因此，從這點(diǎn)上來說，PSS如果參數(shù)選取不對(duì)，不但不能幫助系統(tǒng)穩(wěn)定，還可能會(huì)起反作用，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從我國(guó)目前的研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用情況上來看，PSS在我國(guó)有很多種的理論及數(shù)學(xué)模型，比較有代表性的有經(jīng)典PSS理論、線性最優(yōu)控制和非線性最優(yōu)控制等。這幾種理論在實(shí)際機(jī)組上都有應(yīng)用，從效果上來看也都還是能起到穩(wěn)定器的作用的，到底哪種理論更好，還有待進(jìn)一步的研究。4 PSS勵(lì)磁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）PSS(power system stabilizer). Concodri提出的。其基本原理是在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，輔以轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差、頻率偏差中的一種或兩種信號(hào)作為附加控制，產(chǎn)生與同軸的附加力矩，增加對(duì)低頻振蕩的阻尼，以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。用PSS的目的是通過發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)振蕩的阻尼來使電力輸送的穩(wěn)定極限提高。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(lì)磁控制信號(hào)和機(jī)端電壓一起作為勵(lì)磁系統(tǒng)的輸入。PSS基于系統(tǒng)在某一平衡點(diǎn)處的近似線性化模型設(shè)計(jì)，針對(duì)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單易行而且有效，獲得了普遍的應(yīng)用。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對(duì)于低頻振蕩具有良好的抑制能力，不但可以抑制低頻振蕩，而且可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。由于電壓調(diào)節(jié)器采用電壓作為控制量，且調(diào)節(jié)器及勵(lì)磁系統(tǒng)具有電磁慣性，則勵(lì)磁電壓在勵(lì)磁系統(tǒng)中將產(chǎn)生滯后于它的強(qiáng)迫分量，這種滯后會(huì)惡化系統(tǒng)阻尼，甚至引起振蕩。因此，在長(zhǎng)線送電、負(fù)荷較重的情況下，若轉(zhuǎn)子角出現(xiàn)振蕩，電壓調(diào)節(jié)器提供的附加量的相位是落后于角度振蕩的，它的一個(gè)分量與轉(zhuǎn)速相位相反，產(chǎn)生了負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，這就使得角度振蕩加劇。若電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的附加量在相位上與轉(zhuǎn)子角振蕩搖擺的相位同相或反相，則只能使轉(zhuǎn)子角振蕩的幅值增大
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