论文总字数：16219字

摘 要

提高励磁系统稳定性是提高电网稳定性的必要条件，励磁系统带来的低频振荡问题是首要研究的方向。电力系统稳定器可以很好的解决当前低频振荡问题，此次我们通过对励磁系统的研究，对其励磁系统动态频响试验的数据分析，确定在有无PSS影响下，分析电网的稳定性的变化规律及趋势，进而对电网的运行和优化作更好的准确参考。

总之，本文首先对发电机励磁及控制系统和PSS进行论述；接下来讨论低频分量提取方法，接下来分析IEEE 421.2 闭环、开环频响特性，根据特性来研究电力系统稳定性。

关键词：励磁系统；PSS；低频分量；频响特性

Abstract

How to improve excitation system stability is a necessary condition to improve grid stability, excitation system low frequency oscillation caused by the direction of the primary research. Power system stabilizer can be a good solution to the current problems of low frequency oscillation, we study the excitation system, and its excitation system dynamic response test data analysis to determine whether the PSS under the influence, the analysis of the stability of the grid variation and trends, and then to run and optimize the grid reference for better accuracy.

In short, the article first generator excitation and control systems and PSS discussed; the low-frequency component extraction method is discussed next, followed by analysis of IEEE 421.2 closed-loop, open-loop frequency response characteristics, depending on the characteristics to study the power system stability.

Key words：Excitation systems; PSS; Low frequency components; Frequency response

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪 论 1

第二章 发电机励磁及控制系统和PSS 3

2.1发电机励磁系统控制系统 3

2.1.1励磁系统模型 3

2.1.2发电机励磁系统控制系统 4

2.1.3发电机励磁系统作用 4

2.2 抑制低频振荡的一些方法 5

2.2.1 静止无功补偿器SVC 5

2.2.2 串联补偿器TCSC 5

2.2.3 晶闸管控制移相装置TCPS 5

2.2.4电力系统稳定器 5

2.3电力系统稳定器（PSS） 5

2.3.1电力系统稳定器定义 5

2.3.2 PSS的基本原理 6

2.3.3 PSS模型 7

2.3.4 配置PSS的意义 8

2.4 本章小结 8

第三章 低频分量提取方法研究 9

3.1 Prony 方法 9

3.2 HHT 方法 10

3.2.1 EMD分解 10

3.2.2 Hilbert 变换 10

3.2.3用HHT 方法提取低频振荡模态参数 11

3.3 两种方法的比较研究 12

3.3.1 Prony 和HHT 基本原理不同 12

3.3.2 Prony方法优劣 12

3.3.3 HHT方法优劣 12

3.3.4 Prony方法和HHT方法的总结 13

3.4 本章小结 13

第四章 励磁控制系统频率特性的分析 14

4.1 励磁机的传递函数建立 14

4.2励磁器各单元的传递函数 15

4.2.1综合放大单元 15

4.2.2 电压测量比较单元 16

4.3 励磁控制系统的传递函数 16

4.4 励磁系统的频响特性 17

4.5 IEEE 421.2 闭环、开环频响特性分析 17

4.6 PSS参数 19

4.7 本章小结 21

第五章 结束语 22

致 谢 23

参考文献 24

第一章 绪 论

随着我国的综合水平的提升，电力行业的正快速的飞转，电网规模也越来越广，电力系统的运行方式错综复杂，以至于现在的电力系统的稳定性已经面临了可靠、安全等更高要求，如何使其能够解决电网中的安全稳定要求，已经迫切成为现在首要的关注对象。然而研究发现，励磁系统可以解决许多由于电压、无功功率引起的不平衡问题，但是又发现，励磁系统的自带的低频振荡问题也使我们关注了对提高励磁系统控制性能的要求。现阶段电网规模的扩大，电力系统的运行方式也就越来越复杂，其保证系统安全可靠运行的难度变大，使电网中的安全、稳定问题也越来越突出备受关注。励磁系统的推出，能很好的适应电网的稳定性，然后因励磁系统产生的负阻尼影响，出现了低频振荡的情况，这极大的影响了电网的稳定长久的发展。[^[1]][^[2]]

那么如何使电力系统的安全而又稳定的运行呢，这使得让广大电力工作者不得不关注并研究。电力系统稳定问题是最基本的研究课题，电力系统不稳定小则会使家庭处于黑暗当中，大则会毁坏仪器，机器等生产用品，直接的导致经济的发展与不利，然而随着经济的快速发展，大容量的电网已经完全不能满足现有的稳定结构了，为此电力系统稳定问题的研究不断提出新的目标和方向。电力系统的稳定性一般分为静态稳定性和暂态稳定性，如果按照决定稳定的物理因素来划分，又可分为功角稳定性、频率稳定性和电压稳定性等。根据电力系统中扰动的性质和影响，电力系统的运行状态又可分为：正常状态、警戒状态、紧急状态、极端状态和恢复状态，在每种状态下需要采用不同的控制措施。[^[3]]

在电力系统在正常运行当中，发电机励磁的电流变化对电网中的无功功率分配与电压水平有着重要的影响，并在某些故障条件下，为了维持电网的电压水平和稳定性，就必须要求对发电机快速的增大其励磁电流。因此，同步发电机励磁控制，是控制发电机的运行的重要组成部分。[^[4]] 励磁控制系统对电网起着很大的作用，它不仅满足电网的一些标准要求，还可以减少设备的损坏，然后由于励磁容易出现低频振荡，特别是在区域性振荡，会造成不可估量的损失，由此我们引出了电力系统稳定器（PSS）这一方案，从而很好的在根源上解决了电网的低频稳定问题。

励磁系统控制方式的改造正是我们研究的方向，其中它包括到计算、运行状态、电网安全稳定、经济合理等。就现阶段励磁系统控制方式实际改造方案规划成两类[^[5]]：一类采用全变量输出状态反馈的线性最优控制励磁方式，它的作用主要是可以尽量的在励磁系统在电网中发挥控制作用，但并不能解决一些摆荡问题，另一种则是加PSS，只要在现有励磁方式基础上投用PSS装置, 并根据实际情况来确定其参数，优点即是解决联网运行时原励磁产生的低频振荡。而且这种改造并不需要太大资金，经济实惠而且可同时作为功能性软件投入或不投，可以通过电网中互联系统加装经PSS所整定的模型以及参数，这样可以很有效的抵制了电力系统励磁系统产生的低频振荡问题，也对互联所在地区的兼顾等产生良好的作用。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：16219字