Реализуйте многополосный стабилизатор энергосистемы
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Машины
Этот блок требует, чтобы у вас была лицензия Control System Toolbox™. В противном случае попытка симулировать модель, содержащую этот блок, производит ошибку.
Воздействия, происходящие в энергосистеме, вызывают электромеханические колебания электрических генераторов. Эти колебания, также названные колебанием степени, должны быть эффективно ослаблены, чтобы обеспечить устойчивость системы. Электромеханические колебания могут быть классифицированы на четыре основных категории:
Локальные колебания: между модулем и остальной частью электростанции и между последним и остальной частью энергосистемы. Их частоты обычно лежат в диапазоне от 0,8 Гц до 4,0 Гц.
Посейте колебания в междурядье: между двумя электрически близкими объектами генерации. Частоты могут варьироваться от 1 Гц до 2 Гц.
Колебания межобласти: между двумя главными группами объектов генерации. Частоты обычно находятся в области значений 0,2 Гц к 0,8 Гц.
Глобальное колебание: охарактеризованный общим синфазным колебанием всех генераторов, как найдено в изолированной системе. Частота такого глобального режима обычно находится под 0,2 Гц.
Потребность в эффективном затухании такого широкого спектра, почти два десятилетия, электромеханических колебаний мотивировала концепцию многополосного стабилизатора энергосистемы (MB-PSS).
Когда его имя показывает, структура MB-PSS основана на нескольких рабочих полосах. Три отдельных полосы используются, соответственно выделяются минимуму - промежуточное звено - и высокочастотные режимы колебаний: низкая полоса обычно сопоставляется с глобальным режимом энергосистемы, промежуточным звеном с режимами межобласти и верхним уровнем с локальными режимами.
Каждая из этих трех полос сделана из дифференциального полосового фильтра, усиления и ограничителя (см. фигуру под названием Концептуальное Представление). Выходные параметры этих трех полос суммированы и проходятся итоговый ограничитель, производящий стабилизатор выход Vstab. Этот сигнал затем модулирует сетбол регулятора напряжения генератора, чтобы улучшить затухание электромеханических колебаний.
Чтобы гарантировать устойчивое затухание, MB-PSS должен включать умеренное усовершенствование фазы во все частоты интереса компенсировать свойственную задержку между полевым возбуждением и электрическим крутящим моментом, вызванным действием MB-PSS.
Концептуальное представление
Внутренние спецификации
MB-PSS представлен моделью [2] типа IEEE® St. 421.5 PSS 4B, проиллюстрированной в фигуре под названием Внутренние Спецификации, со встроенными преобразователями скорости, параметры которых фиксируются согласно спецификациям производителя.
Обычно только несколько блоков ведущей задержки в этом рисунке должны использоваться в данном приложении PSS. Два разных подхода доступны, чтобы сконфигурировать настройки для того, чтобы упростить настраивающий процесс:
Упрощенные настройки:
Только первый блок ведущей задержки каждого диапазона частот используется, чтобы настроить блок Multiband Power System Stabilizer. Дифференциальные фильтры приняты, чтобы быть симметричными полосовыми фильтрами, соответственно настроенными на центральной частоте FL, FI и FH. Пиковая величина частотных характеристик (см. фигуру под названием Концептуальное Представление) может быть настроена независимо через три усиления KL, КИ и KH. Только шесть параметров поэтому требуются для упрощенной настройки MB-PSS.
Подробные настройки:
Разработчик свободен использовать всю гибкость, встроенную в структуру MB-PSS, чтобы достигнуть нетривиальных схем контроллера и заняться даже самой ограниченной проблемой (например, мультимодульный объект включая режим межмашины, в дополнение к локальному режиму и нескольким режимам межобласти). В этом случае все время константы и усиления, появляющиеся в фигуре под названием Внутренние Спецификации, должны быть заданы в диалоговом окне.
Выбором является Simplified settings (значение по умолчанию) или Detailed settings.
Полное усиление K многополосного стабилизатора энергосистемы. Значением по умолчанию является 1.0.
Центральная частота, в герц и пиковом усилении низкочастотного полосового фильтра. Значением по умолчанию является [0.2 20].
Центральная частота, в герц и пиковом усилении промежуточного звена - полосовой фильтр частоты. Значением по умолчанию является [0.9 25].
Центральная частота, в герц и пиковом усилении высокочастотного полосового фильтра. Значением по умолчанию является [12.0 145].
Ограничения, наложенные на выход минимума - промежуточное звено - и высокочастотные полосы и предел VSmax, наложенный на выход стабилизатора, всех в pu. Значением по умолчанию является [.075 .15 .15 .15].
Если выбрано, график частотной характеристики стабилизатора отображен, когда вы нажимаете кнопку Apply. Значение по умолчанию очищено.
Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию очищено. Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.
Задайте частотный диапазон, в Гц, графика частотной характеристики стабилизатора. Значением по умолчанию является logspace(-2,2,500). Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.
Усиления положительных и отрицательных ветвей дифференциала просачиваются низкочастотная полоса и полное усиление KL низкочастотной полосы в pu. Значением по умолчанию является [66 66 9.4].
Постоянные времени, в секундах, ведущей задержки блокируются в положительных и отрицательных ветвях низкочастотного фильтра. Значением по умолчанию является [1.667 2 0 0 0 0 2 2.4 0 0 0 0 1 1]. Необходимо задать следующие двенадцать постоянных времени и два усиления:
[TB1 TB2 TB3 TB4 TB5 TB6 TB7 TB8 TB9 TB10 TB11 TB12 KB11 KB17]
Установите KB11 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из положительной ветви фильтра блоком размытия. Установите KB11 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Установите KB17 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из отрицательной ветви фильтра блоком размытия. Установите KB17 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Усиления положительных и отрицательных ветвей дифференциала просачиваются промежуточный диапазон частот и полное усиление KI промежуточного диапазона частот в pu. Значением по умолчанию является [66 66 47.6].
Постоянные времени, в секундах, ведущей задержки блокируются в положительных и отрицательных ветвях фильтра промежуточной частоты. Значением по умолчанию является [1 1 0.25 0.3 0 0 1 1 0.3 0.36 0 0 0 0]. Необходимо задать следующие двенадцать постоянных времени и два усиления:
[TI1 TI2 TI3 TI4 TI5 TI6 TI7 TI8 TI9 TI10 TI11 TI12 KI11 KI17]
Установите KI11 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из положительной ветви фильтра блоком размытия. Установите KI11 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Установите KI17 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из отрицательной ветви фильтра блоком размытия. Установите KI17 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Усиления положительных и отрицательных ветвей дифференциала просачиваются высокочастотная полоса и полное усиление KI высокочастотной полосы в pu. Значением по умолчанию является [66 66 233].
Постоянные времени, в секундах, ведущей задержки блокируются в положительных и отрицательных ветвях высокочастотного фильтра. Значением по умолчанию является [0.01 0.012 0 0 0 0 0.012 0.0144 0 0 0 0 1 1]. Необходимо задать следующие двенадцать постоянных времени и два усиления:
[TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 TH7 TH8 TH9 TH10 TH11 TH12 KH11 KH17]
Установите KH11 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из положительной ветви фильтра блоком размытия. Установите KH11 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Установите KH17 на 0 для того, чтобы сделать первый блок из отрицательной ветви фильтра блоком размытия. Установите KH17 на 1 для того, чтобы сделать блок блоком ведущей задержки.
Ограничения, наложенные на выход минимума - промежуточное звено - и высокочастотные полосы и предел VSmax, наложенный на выход стабилизатора, всех в pu. Значением по умолчанию является [.075 .15 .15 .15].
Если выбрано, график частотной характеристики стабилизатора отображен, когда вы нажимаете кнопку Apply. Значение по умолчанию очищено.
Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию очищено. Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.
Задайте частотный диапазон, в Гц, графика частотной характеристики стабилизатора. Значением по умолчанию является logspace(-2,2,500). Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.
dwСоедините с первым входом синхронный сигнал собственного веса отклонения скорости машины (в pu).
VstabВыход является напряжением стабилизации в pu, соединяться с vstab входом блока Excitation System раньше управляло терминальным напряжением блока.
См. текст справки power_PSS модель в качестве примера.
[1] Grondin, R. i. Kamwa, Л. Сулирес, Дж. Потвин и R. Шампанское, “Подход к PSS проектирует для переходного улучшения устойчивости посредством дополнительного затухания общей низкой частоты”, Транзакции IEEE на Энергосистемах, 8 (3), август 1993, стр 954-963.
[2] Методические рекомендации IEEE для системных моделей возбуждения для исследований устойчивости энергосистемы: IEEE Св. 421.5-2002 (Раздел 9).