第15次课第4章(3节).ppt

电力系统自动装置原理 水电学院电力系 杨国清 4.3 电力系统稳定器 4.3.1 概述 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 4.3.3 电力系统稳定器的电路 4.3.1 概述 （1）计及励磁调节器后的系统特性 4.3.1 概述 发电机电磁转矩方程： 4.3.1 概述 a.输电线路轻负荷时 4.3.1 概述 b.输电线路重负荷时 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 系统易受电网振荡的影响而失去稳定 4.3.1 概述 4.3.1 概述 （2）励磁系统的增益太小带来的问题？ a. 励磁控制稳态精度问题 b. 励磁调节时间问题 c. 电力系统暂态稳定性问题 4.3.1 概述 （3）结论 4.3.1 概述 （4）改善系统振荡稳定方法： 电力系统稳定器 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 （1）基本概念 a.PSS的任务： 增加系统阻尼，抑制同步发电机转子角振荡。 b.静态稳定问题的转子角振荡的原因： 线路退出运行或负荷变化等小干扰。 c.静态稳定问题的转子角振荡特点： 较低振荡频率：(0.2～1Hz)到(1～2Hz) d. 低频振荡的危害 e. 低频振荡的机理：负阻尼机理 、参数谐振 、分叉理论混沌现象 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 （2）PSS的研究和应用发展 1969年，美国学者F.P.demello和C.Concordia首次提出了用电力系统稳定器抑制低频振荡的方法 20世纪80年代，日本到了大部分主力机组均安装了PSS 加拿大电力局对发电机励磁系统和PSS的数学模型及参数进行了大量研究和实测，现己建立了励磁系统模型和参数的数据库。 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 1980年，国内第一台PSS于在八盘峡电厂投入运行 不久后，湖南凤滩电厂4台1OOMW机组上安装了PSS，这使得凤滩至益阳间线路输送功率从160MW增至273MW以上。 1984年初，由于香港青山电厂350MW机组高功率因数运行，致使广东至香港联络线发生低频振荡，1984年底在青山电厂机组配置了PSS后，解决了低频振荡问题。 1998年至今先后在岩滩电厂、二滩电厂，以及目前还在建设的三峡电厂运行机组都投入了PSS，PSS在我国电力系统中得到越来越广泛的采用。 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 （3）传递函数 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 a. 信号采集环节 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 b. 高频滤波环节 信号采集环节输出主信号中所夹杂的脉动、白噪声以及频率不小于4Hz的机组轴系扭振信号 ，特别是由轴系扭振引起的谐振更具有破坏性，所以必须将其滤掉 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 c. 超前滞后校正环节 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 d. 放大及自动复位环节 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 f. 限幅环节 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 （4）PSS能够抑制的低频振荡种类 局部电机与系统间的振荡：同一电厂一台或多台电机与系统间发生的摆动，频率一般为0.7～2Hz； 区域间振荡：系统中一个区域的机组群与另一区域机组群所发生的摆动，频率一般不大于0.5Hz。 机组间振荡：指同一电厂或相邻电厂两台以上机组间的相互摆动，频率一般为1.5～3Hz。 由于该类振荡的频率较高，受高频滤波器的影响，对该类振荡的抑制作用可能会不及对前两类振荡的抑制效果来得明显。 需要较为精确的机组间轴系振荡频率。 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 （5）PSS的种类 电功率输入信号励磁调节器（大多数国产励磁系统、日本三菱、英国R-R、法国ALSTOM等采用） 奥地利ELIN励磁系统PSS 瑞士ABB公司Unitrol-p励磁系统PSS 4.3.2 电力系统稳定器的基本原理 PSS2A型电力系统稳定器(美国GE、瑞士ABB） 德国Simens电力系统稳定 4.3.3 电力系统稳定器的应用 （1）仿真实验结果 仿真实验系统结构 MATLAB SIMULINK 仿真环境 4.3.3 电力系统稳定器的应用 b. 小干扰下的仿真实验结果 4.3.3 电力系统稳定器的应用 4.3.3 电力系统稳定器的应用 4.3.3 电力系统稳定器的应用 c. 大干扰下的仿真实验结果 4.3.3 电力系统稳定器的应用 4.3.3 电力系统稳定器的应用 4.3.3 电力系统稳定器的应用 （2）应用实测波形 应用实例基本情况 三峡机组左岸机组PSS，有8回出线，一回接至四川万县，三回接至湖北龙泉换流站，三回接至湖北江陵换流站，一回备用，成为联结川渝、华中、华东及南方电网的枢纽 。 4.3