1引言
随着电力工业的迅速发展,电力系统的规模日益庞大和复杂,系统运行的可靠性和稳定性问题越来越受到重视。近年来,国内外学者对此开展了一系列研究,并取得了若干重要的成果[1-3]。
在现代电力系统中,同步发电机的稳定性一直是世界各国所普遍关注的课题,在诸多改善发电机稳定性的措施中,提高励磁系统的控制性能,被公认为是改善稳定性最有效和经济的措施之一。自上世纪50年代至今,励磁控制技术有了飞速的发展。概括地说,励磁控制方式大致经历了单变量输入及输出的比例控制方式、线形多变量输入及输出的多变量反馈控制方式以及伴随控制理论发展起来的非线性对变量控制等几种主要的演绎阶段[4]。纵观世界范围内电力系统励磁控制方面的技术现状,目前这一领域尚存在的待解决的问题是:励磁控制的鲁棒性问题;励磁控制提供系统振荡阻尼的快速性和有效性问题;基于工程实现的可行性、简单性和有效性问题。也就是说,为发电机设定的励磁控制规律和设定的工作参数,应能够适应发电机在其可能遇到的多种不同系统联接网络运行的需要,不会因为系统联接网络结构的变化,其稳定系统运行的能力有显著的差别,以至于在某些运行情况下使稳定系统的能力变得很差,或产生相反的作用。电力系统持续长时间的大幅振荡,会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁,并有可能导致电力系统事故的扩大。
目前,电力系统普遍采用在励磁调节器上附加电力系统稳定器(Power System Stabilizer)的附加励磁控制方案。它能有效地增强发电机励磁系统的阻尼,抑制低频振荡的发生,从而改善电力系统的稳定性能。本文介绍了励磁系统的基本原理,分析了同步发电机和励磁系统数学模型,在Matlab/SimulinkT建立一个典型的单机无穷大系统的电力系统仿真模型,针对该仿真系统借助Maflab的分析工具设定励磁控制系统,应用不同结构的PSS模型对系统进行仿真,说明了励磁系统对于同步发电机及电力系统稳定性的影响。
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