Multiband Power System Stabilizer

Реализуйте многополосный стабилизатор энергосистемы

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Машины

Описание

Примечание

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 технические требования

MB-PSS представлен моделью [2] типа IEEE^® St. 421.5 PSS 4B, проиллюстрированной на рисунке под названием Внутренние Технические требования, со встроенными преобразователями скорости, параметры которых фиксируются согласно техническим требованиям 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 на рисунке под названием Внутренние Технические требования, должны быть заданы в диалоговом окне.

Параметры

Общий

Mode of operation: Выбором является Simplified settings (значение по умолчанию) или Detailed settings.

Упрощенный режим настроек

Global gain: Полное усиление K многополосного стабилизатора энергосистемы. Значением по умолчанию является 1.0.
Low frequency band: [FL KL]: Центральная частота, в герц и пиковом усилении низкочастотного полосового фильтра. Значением по умолчанию является [0.2 20].
Intermediate frequency band: [FI KI]: Центральная частота, в герц и пиковом усилении промежуточного звена - полосовой фильтр частоты. Значением по умолчанию является [0.9 25].
High frequency band: [FH KH]: Центральная частота, в герц и пиковом усилении высокочастотного полосового фильтра. Значением по умолчанию является [12.0 145].
Signal limits [VLmax VImax VHmax VSmax]: 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].
Plot frequency response: Если выбрано, график частотной характеристики стабилизатора отображен, когда вы нажимаете кнопку Apply. Значение по умолчанию очищено.
Magnitude in dB: Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию очищено. Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.
Frequency range (Hz): 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.

Подробный режим настроек

Low frequency gains: [KL1 KL2 KL]

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].

Low frequency time constants

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.

Intermediate frequency gains: [KI1 KI2 KI]

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].

Intermediate frequency time constants

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.

High frequency gains: [KH1 KH2 KH]

Усиления положительных и отрицательных ветвей дифференциала просачиваются высокочастотная полоса и полное усиление _KI высокочастотной полосы в pu. Значением по умолчанию является [66 66 233].

High frequency time constants

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.

Signal limits [VLmax VImax VHmax VSmax]

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].

Plot frequency response

Если выбрано, график частотной характеристики стабилизатора отображен, когда вы нажимаете кнопку Apply. Значение по умолчанию очищено.

Magnitude in dB

Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию очищено. Этот параметр включен, когда Plot frequency response выбран.

Frequency range (Hz)

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.

Ввод и вывод

dw: Соедините с первым входом синхронный сигнал собственного веса отклонения скорости машины (в pu).
Vstab: Выход является напряжением стабилизации в pu, соединяться с vstab входом блока Excitation System раньше управляло терминальным напряжением блока.

Примеры

См. текст справки power_PSS модель в качестве примера.

Ссылки

[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).

Документация