基于matlab的pss仿真分析本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-09-12 15:45本頁(yè)面
【正文】 要求，勵(lì)磁控制系統(tǒng)應(yīng)該承擔(dān)以下任務(wù)： 1）電壓控制：電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷總是經(jīng)常波動(dòng)的，同步發(fā)電機(jī)的功率也就相應(yīng)的變化。勵(lì)磁系統(tǒng)擔(dān)負(fù)了維持電壓水平的主要任務(wù)。 3）提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其主要標(biāo)志是在暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后，同步發(fā)電機(jī)仍能維持或恢復(fù)同步。可見(jiàn)，勵(lì)磁系統(tǒng)可以通過(guò)改變勵(lì)磁電流從而改變 qE 來(lái)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。當(dāng)電力系統(tǒng)由于種種原因，出現(xiàn)短時(shí)低電壓時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)可以發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，大幅度的增加勵(lì)磁以提高系統(tǒng)電壓，從而改善系統(tǒng)運(yùn)行條件。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障突然跳閘時(shí)，由于它的調(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。 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： 第 6 頁(yè) 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。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%。 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(méi)有失靈區(qū)。 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。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(wú)功功率的控制。 2)具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度。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)?，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 )為 或更短的勵(lì)磁系統(tǒng)，稱為高初始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)。 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(lái)阻尼同步電機(jī)的功率振蕩。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 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。因此，從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)， 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。這幾種理論在實(shí)際機(jī)組上都有應(yīng)用，從效果上來(lái)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。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eP? 、頻率偏差 f? 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。它抽取角速度，功率或頻率等鎮(zhèn)定參量，經(jīng)過(guò)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。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)。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)速相位第 8 頁(yè) 相反，產(chǎn)生了負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，這就使得角度振蕩加劇。 圖 1 阻尼轉(zhuǎn)矩向量圖 如圖 1， eM 為電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩，落后于轉(zhuǎn)子角振蕩 ?? 的相位為x? ，如果我們能產(chǎn)生一個(gè)足夠大的純粹的正阻尼轉(zhuǎn)矩 pM ，則 pM 與 eM 的合成轉(zhuǎn)矩 M 就位于第一象限，而它的兩個(gè)分量 同步及阻尼轉(zhuǎn)矩都是正的。因?yàn)樗妮斎朦c(diǎn)與電壓調(diào)節(jié)器參考輸入點(diǎn)是同一點(diǎn)，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(guò)電壓調(diào)節(jié)器及勵(lì)磁系統(tǒng)的滯后，剛好可以產(chǎn)生純粹的正阻尼轉(zhuǎn)矩。 tV TX 1LX 2LX sV 圖 3 單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng) tV TX 1LX 1L TX tV 圖 4 多機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng) 單機(jī)系統(tǒng)： 1）同步發(fā)電機(jī)參數(shù) 39。39。39。 39。 39。02 0 0 6 , 1 3 8 0 0 , 5 0 , 1 .0 1 , 0 .0 5 3 ,0 .1 , 2 .5 4 3 , 0 .3 0 8 , 0 .2 7 3 , 0 .4 6 5 , 0 .2 5 1 , 1 0 .2 2n N n d dq d d d q qP e M V A U k V f H z T s TT X X X X X X? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù) 300 , T s?? 3） PSS 參數(shù) 1 . 1 .2 . 2 .2 0 , 5 0 3 , 2 0 3 ,3 , 4 . 5 , l i m [ 0 . 1 5 , 0 . 1 5 ]n s d sn s d sK T e T eT T its? ? ? ? ?? ? ? ? 多機(jī)系統(tǒng)： 1）同步發(fā)電機(jī)參數(shù) 39。39。39。 39。 39。01 0 0 0 6 , 1 3 8 0 0 , 5 0 , 1 .0 1 , 0 .0 5 3 ,0 .1 , 1 .3 0 5 , 0 .2 9 6 , 0 .2 5 2 , 0 .4 7 4 , 0 .2 4 3 , 1 0 .1 8n N n d dq d d d q qP e M V A U k V f H z T
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