简介

本节所描述的例子说明了包含两个水力发电厂的简单传动系统的建模。一种静态无功补偿器(SVC)电力系统稳定器(PSS)用于提高系统暂态稳定性和抑制电力振荡。本例中演示的动力系统非常简单。但是，相量模拟方法允许您模拟更复杂的电网。

如果你不熟悉SVC和PSS，请参阅参考页的以下部分:静态无功补偿器(相量型)，通用电力系统稳定器,多波段电力系统稳定器．

传输系统描述

下图所示的单线图表示一个简单的500千伏输电系统。

一座1000兆瓦的水力发电厂(M1)通过一条500千伏、700公里长的传输线连接到负荷中心。负载中心由一个5000mw的电阻负载模拟。负荷由远程1000mva电厂和本地5000mva (M2电厂)供电。

在该系统上执行了一个负载流，其中工厂M1发电950兆瓦，工厂M2发电4046兆瓦。该线路承载944 MW，接近其浪涌阻抗负载(SIL = 977 MW)。为了在故障发生后保持系统稳定，输电线路在其中心采用200 Mvar静态无功补偿器(SVC)进行分流补偿。SVC没有功率振荡阻尼(POD)单元。这两台机器都配备了一台水轮机和调速器(HTG)、励磁系统和电力系统稳定器(PSS)。

该系统可在power_svc_pss模型。加载此模型并将其保存到您的工作目录为case1允许对原始系统进行进一步修改。

首先，看看两个涡轮和调节器子系统内部，看看HTG和励磁系统是如何实现的。励磁系统上可以连接两种类型的稳定器:一种是使用加速度功率(Pa=机械功率Pm和输出功率Peo之间的差值)的通用型号，另一种是使用速度偏差(dw)的多波段稳定器。这两种稳定剂是标准型号的Simscape>电>专用电力系统>电机图书馆。由蓝色区域包围的手动开关块允许您选择用于两台机器的稳定器类型或将PSS退出服务。

打开SVC块，在Power数据参数中检查SVC额定值为+/- 200 Mvar。在“控制参数”中，您可以选择“电压调节”或“无功控制”(固定电纳Bref)模式。最初SVC设置为Var控制模式，电纳Bref=0，这相当于SVC退出服务。

一个故障断路器街区在B1总线上连接。您将使用它来编程500 kV系统上不同类型的故障，并观察PSS和SVC对系统稳定性的影响。

方法的机器初始化实用程序预先初始化了机器和调节器，以在稳态下启动模拟Powergui块。负载流在机器M1定义为PV发电母线(V=13800 V, P=950 MW)和机器M2定义为摆动母线(V=13800 V, 0度)时执行。在解决了潮流问题后，两台机器的参考机械功率和参考电压在HTG和励磁系统输入端连接的两个恒定块中自动更新:Pref1=0.95 pu (950 MW)， Vref1=1.0 pu;prep2 =0.8091 pu (4046 MW)， Vref2=1.0 pu。

单相故障- PSS影响-无SVC

验证pss(通用Pa类型)在服务中，并且在故障断路器块(阶段A检查，故障在t=0.1秒应用，并在t=0.2秒清除)。

启动模拟并观察Machines范围内的信号。对于这类故障，系统不存在SVC是稳定的。故障清除后，0.6 Hz的振荡很快被抑制。这种振荡模式是大型电力系统中典型的区间振荡模式。机器范围上的第一个痕迹显示两个机器之间的转子角度差d_theta1_2。当这个角度达到90度时，能量传递最大。这个信号是系统稳定性的一个很好的指示。如果d_theta1_2长时间超过90度，机器会失去同步，系统不稳定。第二道痕迹显示了机器的速度。请注意，机器1的速度在故障期间增加，因为在此期间它的电力低于机械功率。 By simulating over a long period of time (50 seconds) you will also notice that the machine speeds oscillate together at a low frequency (0.025 Hz) after fault clearing. The two PSSs (Pa type) succeed to damp the 0.6 Hz mode but they are not efficient for damping the 0.025 Hz mode. If you select instead the Multi-Band PSS, you will notice that this stabilizer type succeeds to damp both the 0.6 Hz mode and the 0.025 Hz mode.

现在，您将在两个pss停止服务的情况下重复该测试。重新启动仿真。注意，如果没有PSS，系统是不稳定的。通过双击右侧标记为“显示单相故障PSS的影响”的蓝色块，可以比较有PSS和没有PSS的结果。显示的波形重现如下。

SVC - PSS在役三相故障影响

现在，您将应用一个三相故障，并观察SVC在严重突发事件期间对稳定网络的影响。

首先将两种PSS(通用Pa型)投入使用。重新编程的故障断路器块应用三相接地故障。验证SVC处于固定电纳模式，Bref = 0。开始模拟。通过观察d_theta1_2信号，您应该观察到两台机器在故障清除后迅速失去同步。为了不追求不必要的仿真，Simulink^®当角度差达到3*360度时，使用停止块停止模拟。

现在打开SVC块菜单，将SVC操作模式更改为电压调节。当电压低于参考电压(1.009 pu)时，SVC将尝试通过向线路注入无功功率来支持该电压。所选SVC参考电压对应SVC停机时的母线电压。在稳定状态下，SVC将因此是浮动的，并等待电压补偿时，电压偏离其参考设定点。

重新启动仿真，观察系统现在稳定，出现三相故障。您可以通过双击标记为“显示SVC对三相故障的影响”的蓝色块来比较有SVC和没有SVC的结果。显示的波形重现如下。