1、電力系統穩定器PSS對發電機功角和轉速變化的影響分 析打開文本圖片集摘要：文章利用電力系統模塊庫(以下簡稱SPS)模塊搭建了一個單 機無窮大系統模型，對單機無窮大系統模型設置在電力系統最嚴重故障一 一三相短路的情況下，通過仿真得到在這種情況下發電機功角和轉速的變 化情況，分析了發電機在加入pss和沒加入PSS的情況下功角和轉速的不 同變化。關鍵詞：故障仿真；無窮大系統；功角轉速；系統建模引言目前，我國已形成大電網、大系統和交直流混聯電網1，由于高快 勵磁裝置的使用，因而電力系統時常有低頻振蕩現象2，因而電力系統 的正常、健康、穩定、安全與持續運行受到威脅。對此，一般采用加裝電 力系統穩定器(P

2、owerSytemStabilizer，PSS)盡量來克服抑制系統低頻 振蕩情況。PSS的原理是勵磁電壓調節器上的信號，引起一個正阻尼轉矩， 去抑制原勵磁電壓調節器的負阻尼轉矩，利用這種原理控制低頻振蕩的情 況。研究電力系統穩定器在于加強同步發電機運行的穩定性和抑制電網低 頻振蕩的能力上3，但對于安裝PSS的同步發電機在大擾動下的穩定性 少有研究。本文通過Matlab建立電力系統仿真模型，并對比已安裝和未 安裝PSS的系統在三相接地短路下的穩定情況來證明電力系統穩定器的作 用。1電力系統穩定器影響分析電力系統穩定器主要功能就是克服抑制系統的低頻振蕩現象，而低頻 振蕩導致發電機轉子間的相對搖擺，

3、輸電線路上表現出來就是功率的波動。 而PSS自動接受這些振蕩信號，并以勵磁電壓調節器上的信號，引起一個 正阻尼轉矩，去抑制原勵磁電壓調節器的負阻尼轉矩，利用這種原理控制 低頻振蕩的情況。因為PSS采用電壓作為控制量，PSS因為有電磁慣性，所以勵磁電壓 在勵磁系統中產生滯后它的分量，這種情況會使電力系統阻尼遭到破壞， 以及可能發生振蕩現象。因此若同步發電機的發生轉子角的振蕩情況，需 要PSS的電壓調節器提供的附加量比轉子角的振蕩角度先前，方才可以產 生正向的阻尼轉矩，因此抑制振蕩。2仿真算例2.1單機無窮大系統仿真模型上圖1給出的系統中，給出的模塊的參數為：發電機參數：G： 600MVA，26k

4、V，功率因數為0.85，汽輪機組， 3000rpm，某 d=1.6，某d=0.25，某d=0.23，某 q二，1.5，某q=0.54， 某q=0.26，某 l=0.21，Td0=8.2，Tq0=0.03，H=6.3，D=0變壓器參數：T： 22/242kV，某 T=0.16；線路參數：Z=4+j39.25Q2.2故障時功角和轉速的仿真分析在不同情況的電力系統里，因為勵磁控制系統有很多作用，其中一項 就是削減電力系統的阻尼，從而造成不同程度的低頻振蕩。具體原因在上述已經闡述，減小或取消附加勵磁電流。在這種情況下，采用PSS消除正 阻尼轉矩以抵消負阻尼轉矩是一個可行的辦法。本次仿真就是對比加入電力

5、系統穩定器（PSS）與不加入時發電機的 功角和轉速的變化趨勢。并在電力系統穩定器PSS模塊采用轉子角速度變 化量作為輸入信號。仿真MATLAB模型4-5，仿真設置為三相短路，故障模塊發生故障時 間設置為5.0，故障切除時間為5.2，故障仿真的時間設置為10。仿真得 到的發電機功角與轉速的變化情況，分別如圖2、圖3所示：仿真結果分析，由圖2的功角曲線變化情況可以看出，在5.0時發生 三相短路故障，功角急劇變化，跳動頻繁；當5.2故障切除后，在加入電 力系統穩定器PSS的情況下，功角曲線經過大約2的震蕩時間后，恢復到 原來的穩定狀態；而沒有加入電力系統穩定器PSS的情況，功角曲線在 5.2故障切除

6、后，功角下降并發生了震蕩現象，功角無法恢復到原來的穩 定狀態。由圖3的轉速曲線變化情況可以看出，在5.0發生三相短路時，轉速 迅速上升；當5.2故障切除時，在加入電力系統穩定器PSS的情況下，轉 速下降并經過24的震蕩時間后恢復到原來的穩態運行時的轉速；而沒 有加入電力系統穩定器PSS的情況，轉速在5.0發生故障時不斷地上升， 在5.2故障切除后，轉速依然不斷地上升，無法恢復到原來的運行狀態， 逐步與電力系統失去同步運行。由以上的分析可知，電力系統穩定器PSS的作用是克服抑制系統低頻 振蕩情況。PSS的原理是勵磁電壓調節器上的信號，引起一個正阻尼轉矩， 去抑制原勵磁電壓調節器的負阻尼轉矩，利用這種原理控制低頻振蕩的情 況。3結束語發電機的功角和轉速進行了仿真，得到三相故障發生時，發電機功角 和轉速的變化趨勢，分析了在勵磁系統中加APSS和不加入PSS情況下功 角和轉速的變化，得出在加入PSS情況下功角和轉速在經遏短暫振蕩后能 恢復到原來的運行狀態，而在沒有加PSS 情況下功角振蕩，轉速迅速上升 并失去同步的結論。參考文獻孫啟云，宋順