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1、毕业论文题目电力系统稳定器pss的设计专业：电气工程及其自动化学院：电气工程学院年级：学习形式：学号：论文作者：指导教师：职称：完成时间:郑重声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，否则，本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此郑重声明。学位论文作者（签名）：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
2、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（PSSo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
3、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MATLA瞅型，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
4、稳定器；设计AbstractWiththerapiddevelopmentofChinaspowerindustry,thesizeofthepowersystemisincreasingdaybyday,tofurtherimprovethevoltagelevel,increasinginstalledcapacityandelectricityload,wind,solarandothernewenergypowergenerationshareofpowergenerationtheproportionoftheincreaseofelectricitythestableoperati
5、onofthesystembecomesmoreandmoreprominent.Withtheinterconnectionoflargepowergrids,doubledthecapacityofthepowersystem,aswellasthewidespreaduseoffastexcitationdevice,theproblemsofalargegridhasbeenshowing,Britainandothercountrieshavebeenlarge-scaleblackouts,moreandmorecountriestheproblemsoflargepowergri
6、dsconcernthestabilityoflargepowergridshasbeenthefocusoftheexperts,low-frequencyoscillationisanimportantfactoraffectinggridstability,lowfrequencyoscillationsuppressionwillhaveamorematureapproachasearlyasthe1970s,themosttypicalispowersystemstabilizer(PSS).Powersystemstabilizer(PSS)istosuppressalowfreq
7、uencyoscillationofadditionalexcitationcontrol.Itistheexcitationvoltageregulator,theintroductionofaxialvelocityaheadofadditionalsignalstoproduceapositivedampingtorquetoovercometheprimaryexcitationvoltageregulatorproducednegativedampingtorqueeffect.Improvingpowersystemdamping,lowingfrequencyoscillatio
8、nproblemsolvingistoimprovepowersystemdynamicstabilityoftheimportantmeasures.Thetopicsstartwiththeory,adetailedanalysisofthesynchronousgeneratorvoltageequationandfluxequationandderivationoftheequationsoftheelectromagneticpowerofthesynchronousgeneratorinasimplesystemandsynchronousgeneratorrotorequatio
9、nofmotion.MATLABmodelofsinglemachineinfinitebussystemandonthisbasistoestablishitastheobjectofstudy,thespecificanalysisoftheroleofthePSSonthestabilityofthesystem,andthenanalyzedthesystemwithPSSandwithoutPSSoperationofthesystem,andfinallyOfthetwocaseswerecomparedandanalyzedtheadvantagesanddisadvantage
10、sofPSS,whilethefutureofthepowersystemofahigherchallenge.Thispaperdescribesthepowersystemstabilizersdesignprinciplesandtheimpactonthepowersystem,theuseofthebenefitsofpowersystemstabilizer.ThefrequencyofoscillationmaybehappentopowersystemwhenthesystemInthenormaloperation.ltgivesagreathelpifthepowersys
11、temaftertheadditionofPSS.Keywords:lowfrequencyoscillation;negativedampingpowersystemstabilizer摘要IAbstract目录IV1绪论11.1 课题的意义11.1.1 研究背景11.1.2 国内外的研究现状21.2 电力系统稳定41.2.1 电力系统稳定性的分类41.2.2 提高电力系统稳定的措施51.2.3 励磁系统对电力系统稳定的影响71.3 MATLAB的简介71.4 本论文的主要工作92同步发动机方程102.1 同步发动机的电压方程102.2 同步发电机的磁链方程112.3 同步发电机的电磁功率方
12、程142.3.1 隐级式发电机的电磁功率方程142.3.2 凸极式发电机的电磁功率方程172.4 同步发电机的转子运动方程错误！未定义书签。2.4.1 同步发电机的转子运动方程错误！未定义书签。2.4.2 发电机转子运动方程的研究意义183电力系统稳定器基本介绍193.1 电力系统稳定器简介193.2 电力系统弱阻尼产生原因203.3 低频振荡简介203.4 电力系统稳定器抑制低频振荡原理203.5 本章小结214PSS的设计234.1 电力系统稳定器的设计原理234.1.1 PSS网络的设计PSS网络的设计244.1.2 汽轮机及其调节系统超前补偿网络的设计254.2 本章小结265电力系统
13、稳定器MATLAB仿真分析275.1 简单电力系统的建立275.2 模型运行仿真分析305.3 PSS作用分析335.4 本章小结336主要结论和展望346.1 主要结论346.2 展望未来35参考文献36致谢381绪论1.1 课题的意义随着大规模电力系统的发展以及快速励磁系统的应用，系统阻尼不断降低，导致电网中出现负阻尼或弱阻尼低频振荡现象，系统的安全与稳定运行受到威胁。目前，提高电力系统动态稳定性的重要措施之一是采用在电力系统励磁调节器上附加电力系统稳定器PSS(PowerSystemStabilizer)的附加励磁控制方案。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
14、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。它抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。1.1.1 研究背景随着改革开放及经济建设的发展，近三十年来我国的电力系统的规模和容量有了突飞猛进的发展。我国是一个地域辽阔的大国，能源资源分布很不均匀，这就决定了我国的电力系统错综复杂的特点。电力系统在发展庞大的同时对稳定性提出了更高的要求。改善和提高电力系统
15、稳定性对国民经济有着十分重要的意义，电力系统失去稳定时，发电机不能正常发电，用户不能正常用电，并引起系统参数巨大变化，往往会造成大面积的停电事故。近20年来，世界范围内发生了多起电力系统的大面积的停电事故，造成了灾难性的后果。如2003的美加大停电，造成了美国东北的8个洲和加拿大的部分城市停电，整个城市都处于瘫痪状态，给人民的生活带来了很大的影响，同时对工业、农业很多方面造成了巨大的损失。英国、澳大利亚、马来西亚、芬兰、丹麦、瑞典和意大利等国也有类似的大停电事故发生。在我国2008年初的冰灾也因大范围、长时间的停电造成了巨大损失。1999年9月21日，我国台湾集集大地震对于电力系统造成了非常大
16、的破坏。这次震害的一个主要特点是高压输电塔的破坏，这在以前的地震记录中是非常少见的。由于一个开关站、多个变电站以及345kV输电线路的破坏，使得台湾的南电北送受阻，造成台湾彰化以北地区完全断电，社会和经济损失难以估计。地震中还有大量电力设备，特别是变电站和开关站设备遭到大量破坏。提高电力系统稳定性这项工作必须要落实到系统的各个部位。发电机的励磁控制因为具有既可节约投资，又能在正常运行是减少电压和频率的波动，改善动态品质和提高系统的抗干扰能力等特点。新型的励磁控制器能在小干扰的情况下改善稳定性，而且同时适用于大干扰的情况下，可靠性高的励磁系统是保证发电机安全发电，提高电力系统稳定性所必须的，对保证国民生产的安全进行、保证人民生活的安全和有序，具有重大的意义。我国电网建设落后
