互联电网低频振荡分析及其抑制方法

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题 目：互联电网低频振荡分析及其

抑制方法

学生姓名： 学 号： 4

专 业：电气工程及其自动化 班 级： 指导教师：

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互联电网低频振荡分析及其抑制方法

摘 要

随着电力系统规模的日益扩大，发电设备的容量也相应增大，系统的运行方式的变化越来越频繁。为了更好地保证安全、经济运行并保证电能质量，电力系统运行对自动控制装置提出了更高的要求。

本文介绍了电力系统低频振荡问题的由来及其基本理论和基本分析方法，详细阐述了发电机励磁系统对同步发电机振荡的影响以及对同步转矩和阻尼转矩系数的影响。针对电力系统的特点，利用电机机电暂态的动力学模型以及同步电机理论，分析了系统产生负阻尼的原因。本文分析了几种电力系统稳定器(PSS)对系统低频振荡抑制的作用，并在MATLAB仿真软件中对Δω型电力系统稳定器抑制电力系统低频振荡进行了仿真计算。仿真结果表明，Δω型电力系统稳定器能够有效地抑制电力系统低频振荡，提高了电力系统的阻尼比。

关键词：低频振荡；励磁系统；负阻尼；电力系统稳定器

I

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Interconnected power grid frequency oscillation analysis and

suppression method

Abstract

With the increasing of the scale of power system, The capacity of the generating equipment also increases accordingly, The operation of the system is more and more frequent changes in the way. In order to ensure safety, Economic operation and ensure the power quality, Power system operation of automatic control device put forward higher request.

This article describes the power system stability analysis of the basic theory and basic methods, Detail of the generator excitation system and influence of vibration synchronous generator for whole step torque/damping coefficient of torque. According to the characteristics of electric power system, By using the dynamic model of mechanical and electrical transient theory and synchronous motor, Analysis of the causes of damping system produces negative. Article analyzes several power system stabilizer of low frequency oscillation inhibition effect of system, And in MATLAB simulation software to Δω of power system stabilizer inhibiting power system simulation is made low frequency oscillation. Simulation results show that, Δω of power system stabilizer can effectively suppress the low frequency power system oscillations, improve the low-frequency vibration damping ratio of power system.

Key words: low frequency self-oscillation ; excitation system; negative damping; power system stabilizer

II

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目 录

摘 要 ........................................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................................II 第一章 引 言 ............................................................................................................................ 1

1.1 低频振荡研究的意义 ................................................................................................. 1 1.2 国内外研究现状 ......................................................................................................... 2

1.2.1 低频振荡的机理 .............................................................................................. 2 1.2.2 低频振荡分析方法 .......................................................................................... 4 1.2.3 低频振荡的抑制方法 ...................................................................................... 6 1.3 本文主要工作 ............................................................................................................. 7 第二章 电力系统的基本模型 .................................................................................................. 8

2.1 同步发电机基本模型 ................................................................................................. 9

2.1.1 理想机及a、b、c坐标表示的方程式 ........................................................... 9 2.1.2 同步发电机的Park方程 ............................................................................... 12 2.2 原动机基本模型 ....................................................................................................... 14

2.2.1 汽轮机的数学模型 ........................................................................................ 14 2.2.2 水轮机的数学模型 ........................................................................................ 15 2.3 励磁系统基本模型 ................................................................................................... 15 2.4 PSS的基本模型 ........................................................................................................ 16 2.5 本章小结 ................................................................................................................... 18 第三章 PSS抑制低频振荡的机理分析 ................................................................................. 20

3.1 单机无穷大系统模型 ............................................................................................... 20

III