【正文】 下圖是以速度作為輔助穩(wěn)定信號的網(wǎng)絡(luò)圖： PSS網(wǎng)絡(luò)圖以為例子寫出PSS的狀態(tài)方程如下：其中、是PSS的狀態(tài)變量。、：超前網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)。是復(fù)位時間常數(shù)，：放大倍數(shù)。計算PSS實際上就是要求出、以及。求解這些參數(shù)可以運用根軌跡法和頻率相應(yīng)法。在系統(tǒng)的階數(shù)比較高的情況下，很難運用系統(tǒng)的解析式求出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的所有的零點和極點。所以，用一般的方法難于求解系統(tǒng)的根軌跡。、以及，但是求不出來。我們這里是運用的MATLAB中的遺傳算法來求出的值。這種方法將會在下一章介紹。 汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)超前補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計由前面的圖26可以看出之間具有相位滯后，對于這種相位滯后我們可以運用超前網(wǎng)絡(luò)補償。超前網(wǎng)絡(luò)補償?shù)膫鬟f函數(shù)： 方框圖如下所示： 超前補償網(wǎng)絡(luò)方框圖寫出上圖的狀態(tài)方程為：其中、是超前網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)，是超前網(wǎng)絡(luò)的級數(shù)，線性化得：由圖?？梢郧蟪龅膫鬟f函數(shù)：利用上述的公式可以求出、和。 本章小結(jié)本章主要是初步介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計原理，然后又介紹了PSS的設(shè)計和汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)超前補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，本章還推倒出了一系列的傳遞函數(shù)。在下一章中，我們主要一些參數(shù)的計算，并介紹遺傳算法的相關(guān)計算。5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器MATLAB仿真分析 簡單電力系統(tǒng)的建立 MATLAB PSB 提供了豐富的電力及電氣系統(tǒng)元件模型, 在Simulink 運行環(huán)境下, 用戶只需應(yīng)用鼠標(biāo)拖放的方式將所需電氣元件的模塊添加到模型編輯窗口, 并將它們連接起來, 就可以快速地組建仿真模型, 從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的仿真計算。 , 該仿真系統(tǒng)由發(fā)電機、變壓器、雙回路輸電線、廠用電負(fù)荷和無窮大系統(tǒng)組成。 單機無窮大系統(tǒng)圖中發(fā)電機900MVA，20KV，50HZ，pu，pu，pu，pu，pu，pu，pu，pu，s，s，s，H=，P=4pu。 發(fā)電機模塊參數(shù)變壓器參數(shù)如下：900MVA，50Hz，D1/Yg，20/230KV，R1=R2=1E6，L1=0，L2=，Rm=Lm=500pu線路參數(shù)：R1=，R0=， L1=，L0=，C1=，C0=,220KV,110KM,350MW。無窮大系統(tǒng)：230KV,100GVA,A相相角，X/R=10。 勵磁環(huán)節(jié)參數(shù)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 模塊需設(shè)置的參數(shù)包括量測時間常數(shù)、沖洗器時間常數(shù)、超前和滯后時間常數(shù)、增益及輸出限幅，本課題采用了PSS的默認(rèn)值。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入采用轉(zhuǎn)子速度變化角dw。 PSS的MATLB模塊 不加入PSS的單機無窮大模型 加入PSS的單機無窮大模型 模型運行仿真分析在powergui里設(shè)置采用略去直流分量和其他濾波分量計算的Phasors 法, 可顯著地加快仿真速度。模型運行時間設(shè)置為10S,單機無窮大系統(tǒng)在電壓出口端1S時發(fā)生三相接地短路。觀察加入PSS和不加入PSS時電機無窮大系統(tǒng)同步發(fā)電機的pe和功角變化。結(jié)果如下： 未加入PSS電機仿真波形 未加入PSS的功角仿真波形 未加入PSS時波形 加入PSS的仿真波形 加入PSS的功角仿真波形 加入PSS時的波形 PSS作用分析 以上實驗對比可以清楚的看出對于這些小擾動實驗,附加PSS后的系統(tǒng)振蕩次數(shù)明顯的少于未附加PSS時系統(tǒng)的振蕩次數(shù),附加PSS的系統(tǒng),在發(fā)生低頻振蕩的情況下能夠在短時間內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。對于三相接地短路這樣非常嚴(yán)重的故障形式, 采用PSS 可有效地增加系統(tǒng)的阻尼振蕩效果, 使系統(tǒng)迅速地趨向穩(wěn)定。 而未投入PSS 時, 盡管采用了快速切除故障的措施, 系統(tǒng)仍失去了穩(wěn)定性。 本章小結(jié)本章分析了低頻振蕩產(chǎn)生的原因,以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制低頻振蕩的原理,并借助MATLAB 對PSS參數(shù)進(jìn)行整定,簡單方便,并對在MATLAB 中建立的電力系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行小擾動實驗,結(jié)果表明,參數(shù)整定合理,并且系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器上附加具有合理參數(shù)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器后,對低頻振蕩的抑制有明顯的作用,能明顯地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。6 主要結(jié)論和展望 主要結(jié)論發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速，以及相關(guān)電氣量，如線路功率、母線電壓等發(fā)生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，－，故稱為低頻振蕩。其產(chǎn)生的原因主要為電力系統(tǒng)中發(fā)電機并列運行時，在擾動下發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子間的相對搖擺，并在缺乏阻尼時持續(xù)振蕩導(dǎo)致。低頻振蕩是隨著電網(wǎng)互聯(lián)而產(chǎn)生的。聯(lián)網(wǎng)初期，同步發(fā)電機之間聯(lián)系緊密，阻尼繞組可產(chǎn)生足夠的阻尼，低頻振蕩少有發(fā)生。隨著電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模的擴大，高放大倍數(shù)快速勵磁技術(shù)的廣泛采用，以及受經(jīng)濟性、環(huán)保等因素影響下電網(wǎng)的運行更加接近穩(wěn)定極限，在世界各地許多電網(wǎng)陸續(xù)觀察到低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）就是為了抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵磁控制技術(shù)。PSS ( power system stabilizer) 最早由美國學(xué)者F. P. demello和C. Concodri提出的。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,增加對低頻振蕩的阻尼,以增強電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。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。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。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。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對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)的動態(tài)品質(zhì)。本課題從基本理論出發(fā)，詳細(xì)分析同步發(fā)電機的電壓方程和磁鏈方程，推導(dǎo)出同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程，并以此為依據(jù)，建立簡單的單機無窮大系統(tǒng)。 無窮大系統(tǒng)建立后，分別設(shè)置加入PSS和未加入PSS的系統(tǒng)模型，兩組模型參數(shù)一致，并在系統(tǒng)中附加一個小干擾，使系統(tǒng)不穩(wěn)定，從功角，pe，wn，三方面觀察PSS對系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。結(jié)果顯示系統(tǒng)參數(shù)整定合理,并且系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器上附加具有合理參數(shù)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器后,對低頻振蕩的抑制有明顯的作用,能明顯地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。 展望未來 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，人們對供電的可靠性和穩(wěn)定性日益提高。同時電力網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和商業(yè)化的運營使得電力系統(tǒng)的運行越來越趨于極限，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素越來越多，特別是電壓的不穩(wěn)和低頻振蕩問題更加嚴(yán)重，所以提出更有效的措施來解決問題可以說是當(dāng)務(wù)之急。參考文獻(xiàn)[1] 韓禎祥．電力系統(tǒng)穩(wěn)定[M]．北京．中國電力出版社．1995，5662．[2] 倪以信．動態(tài)電力系統(tǒng)理論與分析[M]．北京．清華大學(xué)出版社．2002，36 ，1516．[3] 孫伯明．高等電力網(wǎng)絡(luò)分析[M]．北京．清華大學(xué)出版社．1996．[4] 陳珩．電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M]．北京．中國電力出版社．1995．[5] 李光琦．電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M]．北京．中國電力出版社．1995．[6] 王錫凡．現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析[M]．北京．現(xiàn)代出版社．2003，333342．[7] 劉曉鵬．小干擾穩(wěn)定性部分特征值分析的多重變換法[J]．電力系統(tǒng)自動化．1998，22（9）：3842．[8] 蘇金明．MATLAB [M]．北京．電子工業(yè)出版社．2004．[9] 郝正航．多機電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析的MATLAB方法[J]．計算機仿真． 2005．8，22（8）.[10] 彭淦榕．MATLAB在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用[J]．山東電力技術(shù)．2005．2，（2）：4953.[11] 許維東．靜止同步串聯(lián)補償器SSSC[J]．電器與電氣設(shè)備. 2008，（2）：4142．[12] 秦礪寒．基于串聯(lián)同步靜止補償器SSSC作用的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究[D]．廣西大學(xué). ．[13] 楊宏偉．計及靜止同步串聯(lián)補償器的電力系統(tǒng)電壓靈敏度分析[J]. 東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院. ，33（5）：340349.[14] 吳文勝．靜止同步串聯(lián)補償器的最優(yōu)控制研究與仿真[J]．四川電力技術(shù). ，36（18）：1014，36.[15] 趙建軍．靜態(tài)同步串聯(lián)補償器機電暫態(tài)及電磁暫態(tài)特性研究[D]. 中國電力科學(xué)研究院. .[16] MA Jinl amp。 WANG HaoJing1 amp。ZHANG investigation on Power System Stabilizer design. 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