電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)《專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)》 報(bào)告

1、科學(xué)技術(shù)學(xué)院SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF NANCHANG UNIVERSITY專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)TASK PLAN FOR INTEGRATED EXPERIMENT AND DESIGN題 目： PSS與SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響 學(xué)科部、系： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起訖日期： 題目：PSS與SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響摘 要在Matlab/Simulink中進(jìn)行系統(tǒng)建模仿真，通過在輸電線路首端設(shè)置短路故障點(diǎn)，模擬單相接地短路故障、兩相接地短路故障以及三相接地短路故障時(shí)， PSS和SVC對(duì)該系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。要求得出相

2、應(yīng)的仿真波形，并且做出詳細(xì)的仿真分析。PSS投入后對(duì)轉(zhuǎn)子角偏移量、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)端電壓的波形的影響。SVC安裝后對(duì)各母線電壓、線路輸送功率、SVC母線電壓、SVC補(bǔ)償?shù)臒o功功率的波形的影響。SVC安裝位置的不同對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。關(guān)鍵詞：Matlab/Simulink ,建模仿真,系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，PSS ,SVC,仿真波形分析目錄第一章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求11.1 原始數(shù)據(jù)11.2 課程設(shè)計(jì)要求1第二章 PSS和SVC簡(jiǎn)介22.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 22.2 靜止無功補(bǔ)償器SVC 42.2.1晶閘管投切電容器（TSC）型靜止無功補(bǔ)償器52.2.2 晶閘管控制電抗器（TCR）型靜止

3、無功補(bǔ)償器52.2.3 TSC+TCR型靜止無功補(bǔ)償器62.3 SVC裝置的工作原理 7第三章 短路故障時(shí)PSS和SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響 103.1 PSS對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響103.2 SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響173.3 SVC安裝位置的不同對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響25第四章 個(gè)人總結(jié) 32參考文獻(xiàn) 33第一章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1 原始數(shù)據(jù) 圖 11 系統(tǒng)接線圖在圖所示雙機(jī)系統(tǒng)中，容量為1000MVA的1號(hào)水電廠經(jīng)升壓變，通過一條500KV，700km的長(zhǎng)距離輸電線路給一地區(qū)負(fù)荷供電，其最大負(fù)荷為5000MW。此外，該地區(qū)負(fù)荷還同時(shí)由當(dāng)?shù)厝萘繛?000MVA的2號(hào)水電廠給其

4、供電。兩個(gè)水電廠機(jī)組均裝設(shè)了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS，同時(shí)，輸電線路上還并聯(lián)補(bǔ)償了一個(gè)200Mvar的靜止無功補(bǔ)償器SVC。1.2 課程設(shè)計(jì)要求在Matlab/Simulink中進(jìn)行系統(tǒng)建模仿真，通過在輸電線路首端設(shè)置短路故障點(diǎn)，模擬單相接地短路故障、兩相接地短路故障以及三相接地短路故障時(shí)， PSS和SVC對(duì)該系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。要求得出相應(yīng)的仿真波形，并且做出詳細(xì)的仿真分析。（1）SVC未投入運(yùn)行時(shí)，發(fā)生以上各類短路故障時(shí)，PSS對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響?？傻贸鲛D(zhuǎn)子角偏移量、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)端電壓的波形說明問題。（2）兩臺(tái)機(jī)組的PSS都投入運(yùn)行時(shí)，發(fā)生以上各類短路故障時(shí)，SVC對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

5、可得出各母線電壓、線路輸送功率、SVC母線電壓、SVC補(bǔ)償?shù)臒o功功率的波形說明問題。（3）SVC安裝位置的不同對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（輸電線路電氣中點(diǎn)及末端）第二章 PSS和SVC簡(jiǎn)介2.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS單機(jī)無窮大母線系統(tǒng)圖如圖21所示，其小信號(hào)模型如圖22所示。圖21單機(jī)無窮大系統(tǒng)圖圖22單機(jī)無窮大系統(tǒng)小信號(hào)模型圖如果忽略線路電阻，那么K1K6可以簡(jiǎn)化成如下公式： 式中，Xd、Xq、X'd分別為發(fā)電機(jī)縱軸電抗、橫軸電抗、縱軸暫態(tài)電抗； Xe 為線路電抗； Ut0 、UC 分別為發(fā)電機(jī)端電壓和無限大母線電壓當(dāng)發(fā)電機(jī)在重負(fù)荷下運(yùn)行受到干擾時(shí)，轉(zhuǎn)子角將產(chǎn)生增量變化，但是由于勵(lì)磁系統(tǒng)提

6、供的勵(lì)磁電勢(shì)增量Eq滯后，使有進(jìn)一步變化的趨勢(shì)，助長(zhǎng)了負(fù)阻尼。即如下式所示：Ut=K5+K6EqK5，當(dāng)發(fā)電機(jī)在重負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)K50，則Ut與反相。如果勵(lì)磁系統(tǒng)為簡(jiǎn)單的比例式調(diào)節(jié)器，增益為Ke，時(shí)間常數(shù)為Te，則在平面上，和轉(zhuǎn)子速度變化同相的力矩是正阻尼力矩，反相的是負(fù)阻尼力矩，和角度變化同相的力矩是正同步力矩，反相的為負(fù)同步力矩。在電力系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，它穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是具有正的阻尼力矩系數(shù)和正的同步力矩系數(shù)。當(dāng)阻尼力矩系數(shù)為負(fù)時(shí)，將會(huì)因出現(xiàn)自發(fā)增幅振蕩而最終失去穩(wěn)定，而當(dāng)同步力矩系數(shù)為負(fù)時(shí)，發(fā)電機(jī)將出現(xiàn)爬行失步。PSS的功能是要提供一個(gè)正的阻尼力矩分量以補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器AVR所

7、產(chǎn)生負(fù)阻尼，從而提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。要實(shí)現(xiàn)PSS功能的基本原理是要生成一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同相的信號(hào)。由于功率增量產(chǎn)生轉(zhuǎn)子加速度，所以與電功率相關(guān)聯(lián)的任何量，包括、Pe、P、f等都可以作為PSS的輸入信號(hào)。由于勵(lì)磁系統(tǒng)具有滯后特性，故用超前、滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)來補(bǔ)償角度。從PSS模型框圖來看，PSS由信號(hào)輸入，信號(hào)測(cè)量，隔直，超前滯后，比例放大，輸出限幅幾個(gè)環(huán)節(jié)單元組成。如下圖23所示,（a）為AVR產(chǎn)生負(fù)阻尼時(shí)，各相量之間的關(guān)系圖，（b）為加入PSS后，PSS產(chǎn)生正阻尼，各相量之間的關(guān)系圖。圖23 AVR及PSS產(chǎn)生的阻尼力矩圖電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)作為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的一種附加功能，能夠有效地增強(qiáng)系統(tǒng)阻

8、尼，抑制系統(tǒng)低頻振蕩的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，目前在大多發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)上已得到廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不可缺少的功能之一。 2.2 靜止無功補(bǔ)償器SVC靜止無功補(bǔ)償器（SVC）是一種可以控制無功功率的補(bǔ)償裝置，通常由并聯(lián)電容器組（或?yàn)V波器）和一個(gè)可調(diào)電感量的電感元件組成。SVC一般被用來控制接入點(diǎn)電壓在靜、動(dòng)態(tài)過程中維持在一定范圍內(nèi)，同時(shí)還具有一定的穩(wěn)定系統(tǒng)能力，因此通常用在樞紐變電站或終端變電站靈活地補(bǔ)償無功功率，提供隨機(jī)性調(diào)相功能。SVC一般是通過晶閘管來實(shí)現(xiàn)快速投切電容器或電抗器來運(yùn)行，有時(shí)也與機(jī)械控制的電容器或電抗器配合動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)上述功能。SVC與一般的并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置的

9、區(qū)別是能夠跟蹤電網(wǎng)或負(fù)荷的無功波動(dòng)，進(jìn)行無功的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而維持電壓穩(wěn)定，因此SVC通常又用于對(duì)沖擊性負(fù)荷的就地補(bǔ)償，如用于軋鋼機(jī)、礦山絞車、電弧冶煉爐、電焊機(jī)、電氣機(jī)車、高能加速器、頻繁啟動(dòng)的電機(jī)等。SVC可以分為兩個(gè)基本類：TSC和TCR。 2.21 晶閘管投切電容器（TSC）型靜止無功補(bǔ)償器 晶閘管投切電容器（TSC）型靜止無功補(bǔ)償器的基本結(jié)構(gòu)如圖24所示。并聯(lián)電容器被分成合適的幾組，分別由與其串聯(lián)的雙向晶閘管控制投入或切除。每相支路主要由兩部分組成，即電容器C和晶閘管Sw1和Sw2，另外還有用于限流和防止電容器與系統(tǒng)發(fā)生諧振的電感L（電抗率通常為6%）。如果晶閘管在電容電壓與電網(wǎng)電壓相

10、等時(shí)導(dǎo)通，那么電容可以在瞬態(tài)轉(zhuǎn)換。TSC靜止無功補(bǔ)償裝置具有以下特性：階躍控制，平均延時(shí)半個(gè)周期（最大為一個(gè)周期），有效地減少暫態(tài)電流能抑制諧波產(chǎn)生。 圖24 TSC基本結(jié)構(gòu)圖在給定時(shí)間t內(nèi)流過電容器的電流可以用下式表示： 其中，和分別是補(bǔ)償器的容抗和感抗，是電源電壓最大瞬時(shí)值，是電容器投入時(shí)的電壓相角，是系統(tǒng)諧振頻率(=1/),是電容器初始電壓。上式是假設(shè)系統(tǒng)電阻值與電抗值相比可以忽略而得到的(R0)，這種假設(shè)對(duì)高壓傳輸線路是有效的。如果電容器在電源電壓最大時(shí)投入，且等于電源電壓的峰值（±），那么暫態(tài)電流為零。 盡管晶閘管投切電容器的理論比較簡(jiǎn)單，但是它存在很多不足，限制了其應(yīng)用，

11、無功補(bǔ)償量不能連續(xù)調(diào)節(jié)，每個(gè)電容器組需要各自的晶閘管投切，因此不夠經(jīng)濟(jì)；晶閘管在不導(dǎo)通時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓是電源峰值電壓的2倍，晶閘管必須外加保護(hù)裝置以防止瞬時(shí)過電壓和過電流。2.22 晶閘管控制電抗器（TCR）型靜止無功補(bǔ)償器 晶閘管控制電抗器（TCR）型的結(jié)構(gòu)如圖25所示，通常情況下，補(bǔ)償器也包括固定電容器C和低次濾波器（圖中沒有表示）。每一相包括電感L、晶閘管Sw1和Sw2。 圖25 TCR結(jié)構(gòu)圖相控的TCR可以得到連續(xù)的補(bǔ)償特性，但是控制過程中會(huì)產(chǎn)生奇次諧波。當(dāng)導(dǎo)通角為90°時(shí)，得到全電感。導(dǎo)通角在變化時(shí)，電感量也在變化。增加導(dǎo)通角，則通過電感的基波電流減少，這等效于增加電感，減少其

12、無功的吸收。但是，TCR無功電流的變化也是離散的，即變化不可能小于半個(gè)周期。TCR靜止補(bǔ)償器可連制，延時(shí)為半個(gè)周期，通常沒有暫態(tài)。TCR主要缺點(diǎn)就是產(chǎn)生低次諧波，工作在感性時(shí)（即：吸收無功時(shí)）損耗大。電感電流中的基波電流與相移角的關(guān)系： 若三相平衡，則每相只產(chǎn)生奇次諧波電流，其幅值為： 圖26（a）所示，為了消除低次諧波（3、5、7次），采用接線（消除零序諧波）和濾波器。圖26（b）所示，給出12脈波接線，這里不需要濾波器，因?yàn)?次和7次諧波通過變壓器相移抵消。 圖26 FC-TCR結(jié)構(gòu)圖 2.23 TSC+TCR型靜止無功補(bǔ)償器不管無功控制范圍的要求，任何靜止無功補(bǔ)償器可以由上面提到的1個(gè)或

13、2個(gè)補(bǔ)償器組成（比如：TCR、TSC），如圖27所示。利用TSC裝置，補(bǔ)償無功被合理地分級(jí)投入，得到分級(jí)的無功變化量。加上TCR可以得到連續(xù)的無功。若需要吸收無功，則斷開全部TSC。通過協(xié)調(diào)控制TSC和TCR，可以得到連續(xù)無功輸出。TSCTCR的靜止補(bǔ)償器是連續(xù)控制的，特別是沒有暫態(tài)，諧波含量低（因?yàn)榭煽仉姼挟a(chǎn)生的無功相對(duì)于總的無功是比較少的），可以連續(xù)控制和運(yùn)行，其缺點(diǎn)是成本高。為降低成本可采用小容量TCR，但是復(fù)雜的控制和電容的成本也很高。 圖27 TSCTCR結(jié)構(gòu)圖為了減少補(bǔ)償器的暫態(tài)過程和諧波畸變，提高其動(dòng)態(tài)特性，有人提出了自關(guān)斷的TSC和TCR。通過二電平和三電平的自關(guān)斷補(bǔ)償器，得到

14、了最佳的結(jié)果。2.3 SVC裝置的工作原理 由于主要研究的是TCR型的SVC，故在這里只介紹TCR型SVC的工作原理及其相關(guān)問題。TCR型SVC接線圖如圖28所示。 圖28 TCR的接線圖TCR 型 SVC由并聯(lián)電容器組(或?yàn)V波器組)和可控硅控制的電抗器組成。TCR型SVC與一般并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置不同的是能夠跟蹤電網(wǎng)或負(fù)荷的波動(dòng)無功，進(jìn)行隨機(jī)性實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而維持電壓穩(wěn)定。SVC的補(bǔ)償原理圖如圖29所示。 圖29 TCR補(bǔ)償原理圖為負(fù)荷無功負(fù)荷曲線，為SVC中電抗器吸收的無功功率曲線，隨成反比例變化。為SVC中固定電容器組(或?yàn)V波器組)提供的無功功率曲線。-為SVC輸出的無功功率曲線。與成反比變

15、化，即實(shí)現(xiàn)隨機(jī)性實(shí)時(shí)補(bǔ)償。系統(tǒng)的無功=+-。由于電容器C為固定值，所以超前的無功功率為固定值，當(dāng)負(fù)載滯后而無功功率變化時(shí)，可以連續(xù)控制滯后無功功率，使得(-)變化。例如，當(dāng)增大時(shí)，則晶閘管控制的電抗器消耗的無功功率減小;而減小時(shí)，則增大。即不管負(fù)荷的無功功率 如何變化，總要使得系統(tǒng)提供的無功功率=+- 為常數(shù)，以限制電壓的閃變。 用以控制的可變電抗器，是由電抗器與各相反并聯(lián)連接的晶閘管組成。利用晶閘管的相位控制來改變電抗器的電流大小，以達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)電抗器的電抗無功功率;相位控制角可從改變到，使得(基波)從100%變化到零。時(shí)吸收的感性無功最大(即短路功率), 時(shí)吸收的感性無功最小(即空載功率)

16、。由于電抗器幾乎是純感性負(fù)荷，因此電流滯后于電壓近似。電流基本上是無功，0之間是由于產(chǎn)生不可接受的、含有直流分量的不對(duì)稱電流，故<時(shí)不用。TCR型SVC的單線圖和電流波形圖如圖210所示。 圖210 TCR型SVC的單線圖和電流波形圖控制角增大的影響是減少電流的基波分量，相當(dāng)于電抗器的電感增加，減少了它所需的無功功率。對(duì)基波而言，晶閘管控制的電抗器可看作一個(gè)可控的電納，用下式表示: 它的瞬時(shí)電流為： 基波電流： 諧波電流為： 式中， ：控制角;：電源額定角速度（rad/s）n：諧波級(jí)次。 第三章 短路故障時(shí)PSS和SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響在Matlab/Simulink中進(jìn)行系統(tǒng)建模

17、仿真，通過在輸電線路首端設(shè)置短路故障點(diǎn)，模擬單相（A相）接地短路故障、兩相（A相和B相）接地短路故障以及三相接地短路故障時(shí)，仿真時(shí)間設(shè)置為50秒，得出相應(yīng)仿真波形，并且分析 PSS和SVC對(duì)該系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。系統(tǒng)接線圖如圖31所示，在該系統(tǒng)圖中SVC安裝在輸電線路的電氣中點(diǎn)，在與示波器相連的每根連接線上都連有一根與“To Workspace”模塊相的連線，目的是將示波器中的波形導(dǎo)入到MATLAB的Workspace中，便于分析仿真波形。圖 31 系統(tǒng)接線圖3.1 PSS對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中投入PSS前后轉(zhuǎn)子角偏移量的的仿真波形圖如圖32所示。

18、PSS投入前，轉(zhuǎn)子角偏移量都有較劇烈且較長(zhǎng)時(shí)間的的震蕩，最大偏移量達(dá)到1080deg左右，其中單相接地短路故障的震蕩時(shí)間在12.5秒以內(nèi)，兩相和三相接地短路故障的震蕩時(shí)間在7秒以內(nèi)。PSS投入后，轉(zhuǎn)子角偏移量的震蕩時(shí)間都在3秒以內(nèi)，最終偏移量穩(wěn)定在45deg左右。其中單相接地短路故障的最大振幅為10%左右，兩相接地短路故障的最大振幅為40%左右，三相接地短路故障的最大振幅70%左右。由此可得，在發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，投入PSS能夠很好的抑制轉(zhuǎn)子角偏移量的震蕩，使轉(zhuǎn)子角偏移量穩(wěn)定在某一范圍內(nèi)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（a）單相接地短路故障（b）兩相接地短路故障（c）三相接地短路故障圖

19、 32 PSS投入前后轉(zhuǎn)子角偏移量的變化圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中投入PSS前后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的仿真波形如圖33所示。PSS投入前，系統(tǒng)中兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速都在額定轉(zhuǎn)速周圍震蕩，其中，發(fā)電機(jī)1的最高轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速高11%左右，發(fā)電機(jī)2的最低轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低2.2%左右；發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的震蕩時(shí)間都在12.5秒以內(nèi)，發(fā)生兩相和三相接地短路故障時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的震蕩時(shí)間都在7.5秒以內(nèi)。PSS投入后，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的震蕩時(shí)間都縮短到4秒以內(nèi)，最后穩(wěn)定為額定轉(zhuǎn)速。其中發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)速的最大振幅分別為0.5%、0.9%和1.1%左右，發(fā)電

20、機(jī)2轉(zhuǎn)速的最大振幅分別為0.04%、0、08%和0.12%左右。由此可得，在發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，投入PSS能夠很好的抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的震蕩，越靠近故障點(diǎn)抑制效果越明顯。（a）單相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)速的變化（b）單相接地短路故障下發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)速的變化（c）兩相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)速的變化（d）兩相接地短路故障下發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)速的變化（e）三相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)速的變化（f）三相接地短路故障下發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)速的變化圖 33 PSS投入前后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中投入PSS前后發(fā)電機(jī)端電壓的仿真波形如圖34所示。PSS投入前，發(fā)生單相接地短路

21、故障時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的震蕩時(shí)間都在12.5以內(nèi)，發(fā)生兩相和三相接地短路故障時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的震蕩時(shí)間都在8秒以內(nèi)。PSS投入后，發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，發(fā)電機(jī)1端電壓的震蕩時(shí)間在12.5以內(nèi)，發(fā)電機(jī)2端電壓的震蕩時(shí)間在3秒以內(nèi)；發(fā)生兩相和三相接地短路故障時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的震蕩時(shí)間都縮短在5秒以內(nèi)。由此可得，發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，投入PSS能夠很好的抑制發(fā)電機(jī)端電壓的震蕩，縮短震蕩時(shí)間，使發(fā)電機(jī)端電壓趨于額定電壓，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(a)單相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1端電壓的變化(b) 單相接地短路故障下發(fā)電機(jī)2端電壓的變化（c）兩相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1端電壓的變化（d）兩相接地短路故

22、障下發(fā)電機(jī)2端電壓的變化（e）三相接地短路故障下發(fā)電機(jī)1端電壓的變化（f）三相接地短路故障下發(fā)電機(jī)2端電壓的變化圖 34 PSS投入前后發(fā)電機(jī)端電壓的變化圖3.2 SVC對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中投入SVC前后輸電線路母線電壓的仿真波形如圖35所示。SVC投入前，輸電線路母線A相和B相的電壓震蕩時(shí)間都在4秒以內(nèi)，C相的電壓震蕩時(shí)間都在2秒以內(nèi)，震蕩結(jié)束后，A相電壓為額定電壓，B相電壓比額定電壓高1%左右，C相電壓比額定電壓低1%左右。SVC投入后，輸電線路母線電壓的震蕩時(shí)間和SVC投入前一樣，輸電線路母線電壓高于SVC投入前的電壓。其中，震蕩結(jié)束后，A相

23、電壓比額定電壓高1.5%左右，B相電壓比額定電壓高6.5%左右，C相電壓比額定電壓低0.5%左右。（a）單相接地短路故障下線路母線A相電壓變化（b）單相接地短路故障下線路母線B相電壓變化（c）單相接地短路故障下線路母線C相電壓變化（d）兩相接地短路故障下線路母線A相電壓變化（e）兩相接地短路故障下線路母線B相電壓變化（f）兩相接地短路故障下線路母線C相電壓變化（g）三相接地短路故障下線路母線A相電壓變化（h）三相接地短路故障下線路母線B相電壓變化（i）三相接地短路故障下線路母線B相電壓變化圖 35 SVC安裝前后輸電線路母線電壓的變化圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中投入SVC前后

24、輸電線路輸送功率的仿真波形如圖36所示。SVC安裝前，輸電線路輸送功率的震蕩時(shí)間在5秒以內(nèi)，震蕩結(jié)束后，輸電線路輸送功率穩(wěn)定在944.5MW左右。SVC安裝后，輸電線路輸送功率的震蕩時(shí)間和SVC安裝前一樣，輸送功率要比SVC安裝前略有提高。其中，震蕩結(jié)束后，發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，輸電線路的輸送功率分別為947.5MW、949.5MW、945.5MW左右。（a）單相接地短路故障下輸電線路輸送功率變化（b）兩相接地短路故障下輸電線路輸送功率變化（c）三相接地短路故障下輸電線路輸送功率變化圖 36 SVC安裝前后輸電線路輸送功率變化圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中安裝SV

25、C前后SVC母線電壓的仿真波形圖如圖37所示。SVC安裝前， SVC母線電壓的震蕩時(shí)間都在5秒以內(nèi)，震蕩結(jié)束后，SVC母線電壓都比額定電壓低42%左右。SVC安裝后，SVC母線電壓的震蕩時(shí)間和SVC安裝前一樣，震蕩結(jié)束后，SVC母線電壓都比額定電壓高7%左右。（a）單相接地短路故障下SVC母線電壓（b）兩相接地短路故障下SVC母線電壓（c）三相接地短路故障下SVC母線電壓圖 37 安裝SVC前后SVC母線電壓變化圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，在系統(tǒng)中安裝SVC前后SVC補(bǔ)償?shù)臒o功功率變化的仿真波形圖如圖38所示。SVC補(bǔ)償?shù)臒o功功率為系統(tǒng)所需無功功率的額定值，即200MVar。圖 38

26、安裝SVC前后SVC補(bǔ)償?shù)臒o功功率變化圖3.3 SVC安裝位置的不同對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響SVC安裝在輸電線路電氣端點(diǎn)時(shí)的系統(tǒng)接線圖如圖39所示，SVC安裝在輸電線路電氣中點(diǎn)的系統(tǒng)接線圖如圖31所示。圖 39 SVC安裝在輸電線路電氣端點(diǎn)時(shí)的系統(tǒng)接線圖發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，SVC分別安裝在輸電線路電氣中點(diǎn)和端點(diǎn)輸電線路母線電壓變化的比較圖如圖310所示。SVC安裝在輸電線路電氣中點(diǎn)發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，輸電線路母線A相電壓都比額定電壓高1.4%左右，輸電線路母線B相電壓比額定電壓高6.2%左右，輸電線路母線C相電壓比額定電壓低0.65%左右，A相和B相電壓的震蕩時(shí)間

27、都在5秒以內(nèi)，C相電壓的震蕩時(shí)間都在3秒以內(nèi)。SVC安裝在輸電線路電氣端點(diǎn)發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，輸電線路母線A相電壓都比額定電壓高0.4%左右，輸電線路母線B相電壓比額定電壓高0.2%左右，輸電線路母線C相電壓比額定電壓低0.6%左右，電壓震蕩時(shí)間和SVC安裝在輸電線路電氣中點(diǎn)時(shí)一樣。由此可得，發(fā)生單相、兩相和三相接地短路故障時(shí)，SVC安裝在輸電線路電氣端點(diǎn)輸電線路母線各相電壓比SVC安裝在輸電線路電氣中點(diǎn)輸電線路母線各相電壓接近母線各相額定電壓，從而增加了輸電線路母線各相電壓的穩(wěn)定性。（a）單相接地短路故障下輸電線路母線A相電壓（b）單相接地短路故障下輸電線路母線B相電壓（c）單相接地短路故障下輸電線路母線C相