Реализуйте стабилизатор многополосной степени системы
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Электрические Машины / Синхронный Машинный Контроль
Примечание
Этот блок требует, чтобы у вас была лицензия Control System Toolbox™. В противном случае попытка симулировать модель, содержащую этот блок, вызывает ошибку.
Нарушения порядка, происходящая в степень системе, вызывают электромеханические колебания электрических генераторов. Эти колебания, также называемые перепадами степени, должны быть эффективно демпфированы, чтобы поддерживать стабильность системы. Электромеханические колебания могут быть классифицированы по четырем основным категориям:
Локальные колебания: между модулем и остальной частью генерирующей станции и между последней и остальной частью степени системы. Их частоты обычно варьируются от 0,8 Гц до 4,0 Гц.
Межпланетные колебания: между двумя электрически близкими объектами генерации. Частоты могут варьироваться от 1 Гц до 2 Гц.
Интерареальные колебания: между двумя основными группами объектов генерации. Частоты обычно находятся в области значений от 0,2 Гц до 0,8 Гц.
Глобальное колебание: характеризуется общим синфазным колебанием всех генераторов, как обнаружено в изолированной системе. Частота такого глобального режима обычно составляет менее 0,2 Гц.
Необходимость эффективного демпфирования столь широкой области значений, почти двух десятилетий, электромеханических колебаний мотивировала концепцию многодиапазонного стабилизатора степени (MB-PSS).
Как показывает его имя, структура MB-PSS основана на нескольких рабочих полосах. Используются три отдельные полосы, соответственно выделенных для низко-, промежуточного, и высокочастотных режимов колебаний: низкая полоса обычно ассоциируется с глобальным режимом степени, промежуточный с режимами интерарии и высокий с локальными режимами.
Каждая из трех полос выполнена из дифференциального полосно-пропускающего фильтра, усиления и ограничителя (см. рисунок под названием Концептуальное представление). Выходы трёх полос суммируются и передаются через конечный ограничитель, формирующий выход стабилизатора Vstab. Этот сигнал затем модулирует заданную точку регулятора напряжения генератора так, чтобы улучшить демпфирование электромеханических колебаний.
Чтобы гарантировать устойчивое демпфирование, MB-PSS должен включать умеренное усовершенствование фазы на всех интересующих частотах, чтобы компенсировать присущую задержку между возбуждением поля и электрическим крутящим моментом, вызванным действием MB-PSS.
Концептуальное представление
Внутренние спецификации
MB-PSS представлен IEEE® St. 421.5 PSS 4B модель типа [2], проиллюстрированная на рисунке под названием Внутренние спецификации, со встроенными преобразователями скорости, параметры которых фиксируются в соответствии со спецификациями производителя.
Как правило, в данном приложении PSS следует использовать только несколько блоков задержки вывода на этом рисунке. Для настройки параметров в порядок облегчения процесса настройки доступны два различных подхода:
Упрощенные настройки:
Только первый блок задержки вывода каждой полосы частот используется для настройки блока Multiband Power System Stabilizer. Дифференциальные фильтры приняты как симметричные полосно-пропускающие фильтры, соответственно настроенные на центральной частоте FL, FI и FH. Пиковая величина частотных характеристик (см. Рисунок, называемое Концептуальное Представление) может быть скорректирована независимо через три усиления KL, KI и KH. Поэтому для упрощенной настройки MB-PSS требуется только шесть параметров.
Подробные настройки:
Проектировщик может свободно использовать всю гибкость, встроенную в структуру MB-PSS, для достижения нетривиальных схем контроллера и для решения даже самой ограниченной задачи (для примера, мультимодуля объекта, включая межмашинный режим, в сложение к локальному режиму и нескольким интерареальным режимам). В этом случае все временные константы и усиления, появляющиеся на рисунке под названием Внутренние спецификации, должны быть заданы в диалоговом окне.
Варианты Simplified settings (по умолчанию) или Detailed settings.
Общее усиление K многодиапазонного стабилизатора степени. По умолчанию это 1.0.
Центральная частота в герцах и пиковое усиление низкочастотного полосно-пропускающего фильтра. По умолчанию это [0.2 20].
Центральная частота в герце и пиковое усиление полосно-пропускающего фильтра промежуточной частоты. По умолчанию это [0.9 25].
Центральная частота в герцах и пиковое усиление высокочастотного полосно-пропускающего фильтра. По умолчанию это [12.0 145].
Пределы, накладываемые на выход низко-, промежуточных и высокочастотных полос, и предел VSmax, накладываемый на выход стабилизатора, все в pu. По умолчанию это [.075 .15 .15 .15].
Если выбран, график частотной характеристики стабилизатора отображается при нажатии кнопки Apply. Значение по умолчанию сброшено.
Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию сброшено. Этот параметр активируется, когда Plot frequency response выбран.
Задайте частотную область значений, в Гц, графики частотной характеристики стабилизатора. По умолчанию это logspace(-2,2,500). Этот параметр активируется, когда Plot frequency response выбран.
Усиления положительной и отрицательной ветвей дифференциального фильтра в низкочастотной полосе и общего усиления KL низкочастотной полосы, в pu. По умолчанию это [66 66 9.4].
Временные константы, в секундах, задержки вывода блокируются в положительной и отрицательной ветвях низкочастотного фильтра. По умолчанию это [1.667 2 0 0 0 0 2 2.4 0 0 0 0 1 1]. Вам нужно задать следующие двенадцать временных констант и два усиления:
[TB1 TB2 TB3 TB4 TB5 TB6 TB7 TB8 TB9 TB10 TB11 TB12 KB11 KB17]
Установите KB11 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок положительной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KB11 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Установите KB17 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок отрицательной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KB17 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Усиления положительной и отрицательной ветвей дифференциального фильтра в полосу промежуточной частоты и общего усиления KI полосы промежуточной частоты, в pu. По умолчанию это [66 66 47.6].
Временные константы, в секундах, блоков задержки вывода в положительной и отрицательной ветвях фильтра промежуточной частоты. По умолчанию это [1 1 0.25 0.3 0 0 1 1 0.3 0.36 0 0 0 0]. Вам нужно задать следующие двенадцать временных констант и два усиления:
[TI1 TI2 TI3 TI4 TI5 TI6 TI7 TI8 TI9 TI10 TI11 TI12 KI11 KI17]
Установите KI11 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок положительной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KI11 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Установите KI17 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок отрицательной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KI17 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Усиления положительной и отрицательной ветвей дифференциального фильтра в высокочастотной полосе и полный коэффициент усиления KI высокочастотной полосы, в pu. По умолчанию это [66 66 233].
Временные константы, в секундах, блоков задержки вывода в положительной и отрицательной ветвях высокочастотного фильтра. По умолчанию это [0.01 0.012 0 0 0 0 0.012 0.0144 0 0 0 0 1 1]. Вам нужно задать следующие двенадцать временных констант и два усиления:
[TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 TH7 TH8 TH9 TH10 TH11 TH12 KH11 KH17]
Установите KH11 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок положительной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KH11 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Установите KH17 в 0 порядки, чтобы сделать первый блок отрицательной ветви фильтра размывающим блоком. Установите KH17 равным 1 в порядок, чтобы сделать блок блоком задержки вывода.
Пределы, накладываемые на выход низко-, промежуточных и высокочастотных полос, и предел VSmax, накладываемый на выход стабилизатора, все в pu. По умолчанию это [.075 .15 .15 .15].
Если выбран, график частотной характеристики стабилизатора отображается при нажатии кнопки Apply. Значение по умолчанию сброшено.
Выберите, чтобы построить величину частотной характеристики стабилизатора в дБ. Значение по умолчанию сброшено. Этот параметр активируется, когда Plot frequency response выбран.
Задайте частотную область значений, в Гц, графики частотной характеристики стабилизатора. По умолчанию это logspace(-2,2,500). Этот параметр активируется, когда Plot frequency response выбран.
dwПодключите к первому входу сигнал dw отклонения скорости синхронной машины (в pu).
VstabЭто выход - напряжение стабилизации, в pu, для подключения к входу vstab блока Системы Возбуждения, используемого для управления контактным напряжением блока.
Смотрите текст справки power_PSS пример модели.
[1] Grondin, R., I. Kamwa, L. Soulieres, J. Potvin, and R. Champagne, «Подход к проектированию PSS для кратковременного улучшения устойчивости посредством дополнительного демпфирования общей низкой частоты», Транзакции IEEE по энергосистемам, 8 (3), август 1993,
[2] Рекомендуемая практика IEEE для системных моделей возбуждения для исследований устойчивости системы степеней: IEEE St. 421.5-2002 (Раздел 9).