设计电力系统稳定器pss的设计与仿真分析

本科毕业设计题目电力系统稳定器的参数计算和仿真分析学生姓名王泽旸专业名称电气工程及其自动化指导教师党常亮教学单位宝鸡文理学院学生学号201095014076编号DQ2014DQ0762014年5月10日I电力系统稳定器的参数计算和仿真分析摘要：随着我国电力工业的迅速发展，电力系统规模日趋增大，电压等级进一步提高，装机容量和用电负荷不断增大，同时，风能,太阳能等一些新能源发电所占发电比重的增大，电力系统的稳定运行变得越来越突出。随着大电网的互联，电力系统容量倍增，以及快速励磁装置的广泛使用，大电网存在的问题逐步凸显出来，英美等国都发生过大规模停电事故，各国对大电网存在的问题也越来越关注，其中大电网的稳定性一直是专家们关注的重点，低频振荡是影响电网稳定性的重要因素，对低频振荡抑制早在70年代就有了比较成熟的方法，其中最具典型的是采用电力系统稳定器（PSS）。电力系统稳定器（pss）就是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。它在励磁电压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用,用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。本文先从理论出发，详细分析了同步发电机的电压方程和磁链方程并推导了简单系统中同步发电机的电磁功率方程以及同步发电机的转子运动方程。并在此基础上建立单机无穷大系统的MATLAB模型，并将它作为研究对象，具体分析PSS对系统稳定性的作用，然后又分析了系统带PSS和不带PSS时系统的运行情况，最后对两种情况进行了比较，分析了PSS的优点和缺点，同时对电力系统的未来提出了更高的挑战。本文还介绍了电力系统稳定器的设计原理和对电力系统造成的影响、使用电力系统稳定器的好处。由于电力系统在正常运行时会发生频率的振荡，对我们的生产生活带来了很多的危害，给我国的国民经济造成了巨大的损失。如果在电力系统中加入PSS后会对系统的稳定性提高给予了很大的帮助。关键词：低频振荡；负阻尼；电力系统稳定器IICalculationandsimulationanalysisofparametersofpowersystemstabilizerAbstract：WiththerapiddevelopmentofChina'spowerindustry,thesizeofthepowersystemisincreasingdaybyday,tofurtherimprovethevoltagelevel,increasinginstalledcapacityandelectricityload,wind,solarandothernewenergypowergenerationshareofpowergenerationtheproportionoftheincreaseofelectricitythestableoperationofthesystembecomesmoreandmoreprominent.Withtheinterconnectionoflargepowergrids,doubledthecapacityofthepowersystem,aswellasthewidespreaduseoffastexcitationdevice,theproblemsofalargegridhasbeenshowing,Britainandothercountrieshavebeenlarge-scaleblackouts,moreandmorecountriestheproblemsoflargepowergridsconcernthestabilityoflargepowergridshasbeenthefocusoftheexperts,low-frequencyoscillationisanimportantfactoraffectinggridstability,lowfrequencyoscillationsuppressionwillhaveamorematureapproachasearlyasthe1970s,themosttypicalispowersystemstabilizer(PSS).Powersystemstabilizer(PSS)istosuppressalowfrequencyoscillationofadditionalexcitationcontrol.Itistheexcitationvoltageregulator,theintroductionofaxialvelocityaheadofadditionalsignalstoproduceapositivedampingtorquetoovercometheprimaryexcitationvoltageregulatorproducednegativedampingtorqueeffect.Improvingpowersystemdamping,lowingfrequencyoscillationproblemsolvingistoimprovepowersystemdynamicstabilityoftheimportantmeasures.Thetopicsstartwiththeory,adetailedanalysisofthesynchronousgeneratorvoltageequationandfluxequationandderivationoftheequationsoftheelectromagneticpowerofthesynchronousgeneratorinasimplesystemandsynchronousgeneratorrotorequationofmotion.MATLABmodelofsinglemachineinfinitebussystemandonthisbasistoestablishitastheobjectofstudy,thespecificanalysisoftheroleofthePSSonthestabilityofthesystem,andthenanalyzedthesystemwithPSSandwithoutPSSoperationofthesystem,andfinallyOfthetwoIIIcaseswerecomparedandanalyzedtheadvantagesanddisadvantagesofPSS,whilethefutureofthepowersystemofahigherchallenge.Thispaperdescribesthepowersystemstabilizer'sdesignprinciplesandtheimpactonthepowersystem,theuseofthebenefitsofpowersystemstabilizer.ThefrequencyofoscillationmaybehappentopowersystemwhenthesystemInthenormaloperation.ItgivesagreathelpifthepowersystemaftertheadditionofPSS.Keywords：lowfrequencyoscillation；negativedamping；powersystemstabilizerIV目录1绪论..............................................................（1）1.1课题的意义.................................................（1）1.2电力系统稳定...............................................（4）1.2.1电力系统稳定性的分类.................................（4）1.2.2提高电力系统稳定的措施...............................（5）1.2.3励磁系统对电力系统稳定的影响.........................（7）1.3MATLAB的简介...............................................（8）1.4本论文的主要工作..........................................（10）2同步发动机方程...................................................（10）2.1同步发动机的电压方程......................................（10）2.2同步发电机的电磁功率方程..................................（12）2.2.1隐级式发电机的电磁功率方程..........................（12）2.2.2凸极式发电机的电磁功率方程..........................（17）2.3本章小结..................................................（19）3电力系统稳定器基本介绍...........................................（19）3.1电力系统稳定器简介........................................（19）3.2电力系统弱阻尼产生原因....................................（20）3.3低频振荡简介..............................................（20）3.4电力系统稳定器抑制低频振荡原理............................（21）3.5本章小结..................................................（22）4PSS的设计........................................................（22）4.1电力系统稳定器的设计原理...................................（23）4.1.1PSS网络的设计......................................（23）4.1.2汽轮机及其调节系统超前补偿网络的设计................（24）4.2本章小结..................................................（26）5电力系统稳定器MATLAB仿真分析....................................（26）5.1简单电力系统的建立........................................（26）5.2模型运行仿真分析..........................................（29）5.3PSS作用分析...............................................（32）5.4本章小结..................................................（32）6主要结论和展望...................................................（32）6.1主要结论..................................................（32）6.2展望未来..................................................（