电力系统稳定器PSS
2011-12-14 15:17阅读:214
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黄线一下的部分就是有功变化->功角变化->U->励磁调节的转矩。同步发电机的转矩分为同步转矩和制动转矩,同步转矩增加就是有功增加,功角增加,制动转矩就是保证机组同步的。当功角增加时,由于K5为负值,所以dU与功角变化相反,即-dU方向与(dδ)功角变化方向相同,AVR就是根据-dU
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的变化来调节的(假设此时设定值没变化),所以调节的转矩方向应该是与
-dU方向一致(dδ),但是由于AVR、转子调节的滞后性,所以产生的转矩将会滞后于dδ一个角度。(如下图)

将M分解到dδ同步转矩和制动转矩dω两个方向,所以此时提供了正的同步转矩,但是提供了负的制动转矩,从而产生负阻尼。此时由于功角增加,本来应该增加正阻尼的。以前机械调节器反应慢,就不会这样了,但是现在我们能把调节器的增益减小吗?不太合适,因为增益大对系统电压恢复是很有帮助的
阻尼转矩:应当指出,电磁转矩中的异步转矩分量,与角速度成一定的比例关系,即阻尼转矩的特性,称为电磁阻尼转矩。在运动过程中起阻尼的作用。电磁阻尼转矩随角速度增大而上升时为正,随角速度上升而下降时为负,当它为负值且绝对值达到或超过机械阻尼转矩的值时,整个系统便成为零阻尼或负阻尼,出现不稳定现象。如果人为增大机械阻尼系数,则系统又可回复稳定。如果同步力矩不足将产生滑行失步;阻尼力矩不足,将产生振荡失步。
现在产生负阻尼了,怎么办呢?我们能不能通过其他来增加正阻尼呢,根据相位上的关系,由于我们添加的设备输出任然是在励磁调节上,必然还是有一个相位延迟,所以为了产生正阻尼,只需要在第三象限中添加一个输出即可,这时由于相位滞后特性,所以输出转矩正好在dω上,从而产生正阻尼。这样就产生了PSS,PSS的作用仅在阻尼转矩上,并不影响同步转矩。这样,系统的正阻尼就免去了AVR产生的负阻尼。PSS在有功振荡增加时应该是减小输出吧!!!

PSS选择什么来输入能够达到这种要求呢?PSS就是一个叠加在AVR上的输出量,根据输入的不同分为不同的类型,常规既然是有功低频振荡,就以低频振荡的有功为输入,这种可能出现无功反调,二输入一般为功率和转速。
当没有投入PSS时,有功摆动时,励磁电压不会反方向摆动,反而,有功增加,无功减小,无功减小将会造成机端电压下降,这时为了励磁电压不变时,AVR将会增加励磁电流,那么有功增加,励磁电流增加。
PSS动作过程:当机组有功摆动时,有功增加,端电流增加,PSS减小励磁电流,减小无功,减小电磁功率,来抑制机组的有功增加。PSS使得励磁变化波形与有功相反。PSS起作用只是个短暂过程,在震荡时,有功突然增加,PSS较小励磁,有功突然减小,PSS增加励磁。这个过程只是为了给有功变化一个缓冲,从而平息有功波动。
通常我们手动增加有功时,希望无功跟着上升或不变,反之亦然,反调就是有功增加时,PSS将无功减小。反调的原因:我们在负荷波动时,希望PSS投入抑制振荡,但是认为增加有功时,PSS就不能够动作。动作后果就是无功反调。
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