电力平台稳定仪pss4b的建模与性能分析

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1、电力平台稳定仪PSS4B的建模与性能分析第1章绪论1.1研究背景及意义随着我国电力工业的迅速发展，互联电网的规模日益扩大，已经成为电力系统发展的必然趋势，它具有便于区域电网之间调度互济，提高系统发电输电的经济性等多方面优势，但同时也使得大电网中的安全稳定问题更加突出。当系统的某个局部遭受小扰动时，有可能会引起整个互联电网发生恶性连锁反应，情况严重时会使系统解列、引发大停电事故，低频振荡就是目前现代电力系统面临的重要稳定性问题之一。为了满足不断增长的电力需求，系统投入了更大容量的发电机组，并且普遍配备了高增益的快速励磁系统用以提高机组的暂态稳定性，但是却降低了系统阻尼，导致大的互联系统易于发生低

2、频振荡，严重威胁着系统的安全稳定运行。在低频振荡的抑制措施中，电力系统稳定器（PSS:PoStabilizer)具有概念清晰、结构简单、效果良好等优点，在国内外得到了广泛应用。作为同步发电机的一种附加励磁控制，PSS主要是通过在励磁电压调节器中引入领先于轴角速度的附加信号，培加系统的正阻尼转矩来实现对低频振荡的抑制。截至目前，PSS仍然是最经济有效的低频振荡抑制措施，已经成为大型发电机励磁系统的重要组成部分[1]。电力系统稳定器PSS的数学模型经历了从PSS1A、PSS2A、PSS2B、PSS3B到PSS4B的逐步改进。PSS1A是采用电功率为输入信号的单输入稳定器，在0.1?2.0Hz范围内

3、的低频振荡采用正阻尼参数后，常会使反调现象变得严重；PSS2A、PSS2B、PSS3B则都为双输入稳定器，解决了单输入存在的反调问题，但它们都仅有一个频带通道，这就使得其难以兼顾高频段和低频段，对于低频振荡的抑制效果欠佳，于是出现了新型电力系统稳定器PSS4B。它是在PSS2B的基础上加以改进而形成的，同样以转速和有功功率作为输入信号，其最大特点在于将转速/功率信号分为低频、中频及高频个频段，又称为多频段电力系统稳定器（MB-PSS:Multi-BandPSS),三个频段都可以单独地调节增益、相位、输出限幅以及滤波参数，从而为不同频段的低频振动提供合适的阻尼[2]。因此，本文对于PSS4B的研

4、究具有一定的理论价值，而且对于这种新型稳定器在我国的进一步应用和产业化也有参考价值。.1.2国内外研究现状20世纪60年代，在美国、日本、欧洲等国家的电力系统多次发生输电线功率低频振荡后，各国均开始了抑制低频振荡方法的研究。美国是PSS的发源地，世界上首台抑制低频振荡的PSS于1966年正式投入电网运行，由于其具有理论清晰、电路简易、调试方便且效果良好等优点，迅速被各国电力系统接受和采用。到了70年代PSS的应用已经取得了丰富经验，80年代很多电机厂已经开始定型生产PSS，与励磁调节器配套供应丨3]。对于PSS4B这种新型稳定器，ABB公司已经将其商业化。我国是从20世纪70年代末才幵始对PS

5、S技术进行研究的。1977年，清华大学与哈尔滨电机研究所合作开始进行有关PSS的理论分析以及动模试验；接着水电部电力科学研究院进行了大量动模试验，并联合产业部门进行了多次PSS现场试验，证明了PSS不止可以消除低频振荡，而且能够将稳定性限制的最大功率提高到线路极限；后续国内许多单位都进行了PSS的现场试验，取得了宝贵的成果和经验[4]。1980年我国首台PSS在八盘峡水电站投入运行，1982年我国自行设计和制造的附加PSS的自动励磁调节器在湖南凤滩水电厂投入工业运行，1983年10月在湖南电力系统进行了PSS阻尼电力系统低频振荡的系统试验，并取得了圆满成功[5]。2003年中国电力科学研究院研

6、制了双输入信号的加速功率型电力系统稳定器，并于2004年在三峡水电站700Modes),指同一发电厂内的发电机（或者电气距离很近的几个发电厂的发电机）与系统内的其它发电机之间的振荡，这种振荡局限于某个区域内部，影响范围小，易于消除。由于电气距离较小，这种模式的振荡频率较高，一般在1.0-2.5Hz之间。二是区域间振荡模式（Inter-areaModes),指系统的一部分机群相对于另一部分机群的振荡，在联系薄弱的互联系统中，接近稱合的两台或多台发电机之间常发生这种振荡。因为发电机群的等值发电机惯性常数很大且电气距离较大，故这种模式的振荡频率较低，通常在0.1-l.0Hz之间。第3章励磁控制系统对

7、低频振荡的影响.........113.1引言........113.2同步发电机励磁系统........113.2.1励磁系统的概念及作用........113.2.2励磁系统数学模型........123.3励磁控制系统对低频振荡的影响........143.4本章小结........21第4章PSS4B模型及参数设置........224.1引言........224.2PSS模型发展...