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电力系统稳定器PSS在大扰动下的低频振荡抑制与暂态稳定性提升
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更新于2024-08-26
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在电力系统工程中,"大扰动下低频振荡抑制及暂态稳定性研究"是一项关键任务。该论文首先探讨了单机—无穷大系统模型,这是一种简化但能反映电力系统基本特性的模型,用于深入理解低频振荡现象。低频振荡通常发生于0.2~3Hz范围内,由于系统阻尼不足导致,机组间的功率摆动会引发电力网中的功率传输异常,甚至可能导致系统失步。 单机—无穷大系统中的发电机模型考虑了三阶实用模型,其中励磁系统的动态行为通过一阶惯性环节进行建模。这种模型揭示了大容量电力系统互联时,机组之间的功率交换更容易引发振荡。为了抑制这种振荡,电力系统稳定器(Power System Stabilizer, PSS)的作用至关重要。PSS通过引入正阻尼,增强系统的阻尼能力,从而改善静态稳定性和动态稳定性。PSS的有效性已得到大量计算分析和实际运行经验的支持。 本文的仿真研究集中在典型单机—无穷大系统的三相短路过程中,作者通过模拟大扰动下的暂态过程,展示了PSS在提高电力系统动态稳定性和暂态稳定性方面的积极作用。李昂、蒋燕和易璋这三位作者分别来自陕西理工学院电气工程学院、汉中变压器有限责任公司以及国网陕西省电力公司汉中供电公司,他们的研究成果对电力系统工程师理解和处理这类问题具有重要的参考价值。 研究的成果发表在《电子设计工程》杂志上,强调了在面对大扰动时,通过优化PSS的设计和应用,可以有效防止低频振荡,确保电力系统的稳定运行,这对于保障电网安全和可靠供电具有深远的意义。关键词包括电力系统稳定器、单机—无穷大系统、低频振荡和暂态稳定性,这些都反映了论文的核心内容和研究重点。
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1.1
单机—无穷大系统模型
单机—无穷大系统的低频振荡机理分析,是分析多机系
统低频振荡的基础,它的结论可以推广到多机系统
[3]
。
发电机采用三阶实用模型,励磁系统动态用一阶惯性环
节表示时,发电机及励磁系统数学模型如下:
定子电压方程:
转子 f 绕组电压方程:
转子运动方程:
大容量电力系统的互联,增加了运行机组间功率振荡的
潜在可能性。功率振荡频率在 0.2~3 Hz 之间,称为低频振荡。
振荡时,机组间功角相对摆动,造成功率在电网上来回传输,
影响系统正常运行。更严重情况是,当摆动幅度过大时会使
系统失步
[1]
。
低频振荡的产生是因为系统阻尼减小,那么抑制低频
振荡的手段就是减小负阻尼或增加正阻尼。电力系统稳定器
PSS(Power System Stabilizer)正是通过增加正阻尼来抑制低
频振荡的。PSS 可以有效地加强电力系统的阻尼,改善电力
系统的静态稳定和动态稳定,已为大量的计算分析和运行经
验所证明
[2]
。
本文通过对典型单机—无穷大系统三相短路过程的仿真
分析,论证了设计良好的 PSS 在提高电力系统动态稳定的同
时,还能够改善电力系统的暂态稳定性。
大扰动下低频振荡抑制及暂态稳定性研究
李 昂
1
,蒋 燕
2
,易 璋
3
(1. 陕西理工学院 电气工程学院,陕西 汉中 723003;2. 汉中变压器有限责任公司,陕西 汉中 723000;
3. 国网陕西省电力公司 汉中供电公司,陕西 汉中 723000)
收稿日期:2013-10-22 稿件编号:201310139
作者简介:
李 昂(1971—),男,陕西汉中人,硕士,副教授。研究方向:电气工程及其自动化。
电子设计工程
第
14
期
第
22
卷
Vol.
22
No.
14
Electronic Design Engineering
Jul.
2014
2014 年 7 月
摘要:文中介绍了电力系统附加励磁控制—电力系统稳定器 (PSS) 的工作原理及其数学模型。通过建立典型单机—无
穷大系统的仿真模型,模拟了系统在大扰动下暂态过程的运行特性。仿真结果表明 PSS 不但能够有效地提高系统的
阻尼作用,而且可以改善发电机的运行特性,提高电力系统的动态及暂态稳定性。
关键词:电力系统稳定器 ; 单机—无穷大系统 ; 低频振荡 ; 暂态稳定性
中图分类号:
TN75
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2014)14-0055-04
Low frequency oscillation suppression and transient stability study of power system
under great disturbance
LI Ang
1
,JIANG Yan
2
,YI Zhang
3
(
1.School of Electrical Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China;
2. Shaanxi Hanzhong Transformer Co.,Ltd, Hanzhong 723000,China;
3. Hanzhong Power Supply Company, State Grid Shaanxi Electric Power Company, Hanzhong 723000,China)
Abstract:
This paper introduces the working principle and the mathematical model of additional power system excitation
control—Power System Stabilizer (PSS).Through the establishment of a typical single machine-infinite bus system
simulation model, simulates the synchronous generator’s transient operating characteristics under large disturbances.
Simulation results show that the PSS can not only effectively increase the system damping, but also can improve
operational characteristics of the generator, considerably enhance power system dynamic and transient stability.
Key words:
power system stabilizer;single machine-infinite bus system;low frequency oscillation;transient stability
1
电力系统低频振荡产生机理
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