电力系统稳定器与静态无功补偿器联合提升暂态稳定性Simulink仿真模型研究

使用电力系统稳定器PSS和静态无功补偿器SVC提高暂态稳定性的simulink仿真模型电力系统这玩意儿最怕的就是突然来个大扰动比如短路故障或者大负荷切换。这时候发电机的功角曲线要是收不住分分钟全网停电给你看。最近在Simulink里折腾PSS和SVC这两个神器发现搭配使用效果拔群今天咱们就扒开模型看看门道。先整一个基础模型同步发电机接无穷大电网中间串个传输线。给系统设置个0.1秒的三相短路故障这工况足够让传统系统崩盘。先看裸奔状态下的功角曲线——好家伙故障清除后功角直接发散转子摇摆幅度超过120度典型的暂态失稳。% 基础发电机参数初始化 synchGen synchronousMachine4pu(... H, 6.5,... % 惯性常数 D, 0,... % 阻尼系数 Xdp, 0.3); % 暂态电抗这时候就该PSS出场了。在Simulink的Excitation System模块里勾选附加稳定信号核心是那个带相位补偿的传递函数。重点参数是增益K和两级超前滞后环节的时间常数pssBlock power_pss(... K, 9.5,... % 增益系数 Tw, 1.5,... % 洗出时间 T1, 0.15,... % 超前滞后1 T2, 0.05); % 超前滞后2这里有个坑增益不是越大越好。有次手贱设K20结果系统直接低频振荡。后来用根轨迹法调试发现9.5左右时阻尼比刚好在0.6~0.7的甜蜜区。加装PSS后仿真功角摆动幅度压到40度以内但母线电压还在0.85pu附近晃悠。使用电力系统稳定器PSS和静态无功补偿器SVC提高暂态稳定性的simulink仿真模型这时候SVC该上场补刀了。在母线侧挂个TCRTSC结构的SVC关键参数是响应速度和容量svcController svc(... BLimits, [-0.2 0.2],... % 导纳范围 Ts, 0.02,... % 测量延迟 Kp, 8,... % 比例增益 Ki, 50); % 积分增益注意SVc的响应必须比PSS快一个量级这里20ms的延迟刚好能跟上故障后的电压突变。实测当SVC投入后故障期间母线电压稳稳维持在0.92pu以上发电机电磁功率恢复速度提升30%。最后来个三工况对比裸系统功角发散卒单PSS功角收敛但电压恢复慢PSSSVC1秒内恢复稳定% 仿真结果处理小技巧 simOut sim(transientStabilityModel); plot(simOut.rotorAngle.Time, simOut.rotorAngle.Data*180/pi); hold on; plot(simOut.voltage.Time, simOut.voltage.Data*1.05); legend(功角(度),母线电压(pu)); grid on;调参时发现个有趣现象当SVC容量超过临界值反而会引起谐波谐振。后来用FFT工具扫频发现是5次谐波超标在控制环里加了个陷波滤波器才搞定。这行当就是这样解决问题的方法永远比问题多一个。