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近年来,我国电力行业发展迅猛,但巨型机组和风光发电并网以及弱联系互联系统的存在,使得电网结构日趋复杂,导致了局部性电网瓦解、电网长时间低周波震荡、次同步谐振等问题日趋严重,不利于电网的安全稳定运行。在此情况下,改善系统稳定性,保证电网系统的安全运行尤其重要。在多种调节控制方法中,发电机励磁系统控制一直被视为提高和改善电力系统稳定性的**经济有效的措施。励磁系统控制模型繁多,本文依托于《华北电网机网协调运行数据分析平台研究开发及应用》工程项目,对其励磁系统控制器及其辅助环节进行研究。
本文利用PSS/E仿真软件实现了自并励励磁系统主环的自定义模型,并在单机无穷大系统中进行动态仿真,将其结果与实时动态仿真(real time digital simulator,RTDS)数据进行对比验证了模型有效性。在此基础上,使用Matlab和PSS/E软件分别对电力系统稳定器(power system stabilizers,PSS)和低励限制器(under excitationlimiter,UEL)进行研究。在单机无穷大系统中和针对华北电网数据分别对PSS的P发电机回收B和PSS4B模型进行仿真。由仿真结果可知,P发电机回收B和PSS4B均能对发电机及线路的振荡起到抑制作用,对发电机振荡的抑制作用PSS4B优于P发电机回收B,对大电网联络线振荡P发电机回收B与PSS4B作用效果相近。同时本文针对UEL和PSS协调配合不当引起系统各参数持续振荡的机理进行了理论分析及仿真验证。结果表明UEL参数整定不当导致振荡的主要原因在于UEL提供的电磁转矩在Δω方向的分量滞后Δω180°,以及UEL和PSS作用频段配合不当。所得结果对励磁控制系统辅助环节的选择和参数整定有一定的参考价值。
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