【正文】 下圖是以速度作為輔助穩(wěn)定信號的網絡圖： PSS網絡圖以為例子寫出PSS的狀態(tài)方程如下：其中、是PSS的狀態(tài)變量。、：超前網絡的時間常數。是復位時間常數，：放大倍數。計算PSS實際上就是要求出、以及。求解這些參數可以運用根軌跡法和頻率相應法。在系統(tǒng)的階數比較高的情況下，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。 汽輪機及其調節(jié)系統(tǒng)超前補償網絡的設計由前面的圖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絡補償。超前網絡補償的傳遞函數： 方框圖如下所示： 超前補償網絡方框圖寫出上圖的狀態(tài)方程為：其中、是超前網絡的時間常數，是超前網絡的級數，線性化得：由圖?？梢郧蟪龅膫鬟f函數：利用上述的公式可以求出、和。 本章小結本章主要是初步介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設計原理，然后又介紹了PSS的設計和汽輪機及其調節(jié)系統(tǒng)超前補償網絡的設計，本章還推倒出了一系列的傳遞函數。在下一章中，我們主要一些參數的計算，并介紹遺傳算法的相關計算。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, 用戶只需應用鼠標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)電機模塊參數變壓器參數如下：900MVA，50Hz，D1/Yg，20/230KV，R1=R2=1E6，L1=0，L2=，Rm=Lm=500pu線路參數：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。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 模塊需設置的參數包括量測時間常數、沖洗器時間常數、超前和滯后時間常數、增益及輸出限幅，本課題采用了PSS的默認值。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入采用轉子速度變化角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)振蕩次數明顯的少于未附加PSS時系統(tǒng)的振蕩次數,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進入穩(wěn)定狀態(tài)。對于三相接地短路這樣非常嚴重的故障形式, 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。 本章小結本章分析了低頻振蕩產生的原因,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參數進行整定,簡單方便,并對在MATLAB 中建立的電力系統(tǒng)仿真模型進行小擾動實驗,結果表明,參數整定合理,并且系統(tǒng)勵磁調節(jié)器上附加具有合理參數的電力系統(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 主要結論和展望 主要結論發(fā)電機的轉子角、轉速，以及相關電氣量，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)電機轉子間的相對搖擺，并在缺乏阻尼時持續(xù)振蕩導致。低頻振蕩是隨著電網互聯(lián)而產生的。聯(lián)網初期，同步發(fā)電機之間聯(lián)系緊密，阻尼繞組可產生足夠的阻尼，低頻振蕩少有發(fā)生。隨著電網互聯(lián)規(guī)模的擴大，高放大倍數快速勵磁技術的廣泛采用，以及受經濟性、環(huán)保等因素影響下電網的運行更加接近穩(wěn)定極限，在世界各地許多電網陸續(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。PSS ( power system stabilizer) 最早由美國學者F. P. demello和C. Concodri提出的。其基本原理是在自動電壓調節(jié)的基礎上,輔以轉速偏差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,經過主要由放大、復位和超前滯后等環(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計,針對性強,經濟、簡單易行而且有效,獲得了普遍的應用。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。本課題從基本理論出發(fā)，詳細分析同步發(fā)電機的電壓方程和磁鏈方程，推導出同步發(fā)電機的轉子運動方程，并以此為依據，建立簡單的單機無窮大系統(tǒng)。 無窮大系統(tǒng)建立后，分別設置加入PSS和未加入PSS的系統(tǒng)模型，兩組模型參數一致，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。結果顯示系統(tǒng)參數整定合理,并且系統(tǒng)勵磁調節(jié)器上附加具有合理參數的電力系統(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。同時電力網絡的開發(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重，所以提出更有效的措施來解決問題可以說是當務之急。參考文獻[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．清華大學出版社．2002，36 ，1516．[3] 孫伯明．高等電力網絡分析[M]．北京．清華大學出版社．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．現代電力系統(tǒng)分析[M]．北京．現代出版社．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)分析中的應用[J]．山東電力技術．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. ．[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]. 東北電力大學電氣工程學院. ，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. ，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]. 中國電力科學研究院. .[16] MA Jinl amp。 WANG HaoJing1 amp。ZHANG investigation on Power System Stabilizer design. 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