Îmbunătățirea stabilității la mici perturbații folosind dispozitivul PSS

Abstract

Scopul lucrării este studiul comportamentului dinamic al unei centrale conectată la sistemul electroenergetic în timpul apariției micilor perturbații. Un interes sporit îl prezintă centralele dotate cu sisteme de reglare a excitației cu acțiune rapidă care pentru introducerea unui cuplu de sincronizare pozitiv furnizează un cuplu de amortizare negativ ceea ce și duce la apariția instabilității la mici perturbații. Dispozitivul PSS fiind o buclă adițională în circuitul de excitație a generatorului anume și este destinat pentru a furniza acel cuplu de amortizare necesar pentru menținerea stabilității. Primul stabilizator de putere a fost propus de savanții DeMello și Concordia iar mai târziu de Heffron și Phillips. Cuplul de sincronizare este obținut datorită dispozitivului RAT, sistemului de reglare a vitezei generatorului, dispozitivelor FACTS, iar cuplul de amortizare doar datorită înfășurărilor de amortizare a hidrogeneratorului, curenților turbionari induși în masa fieromagnetică a rotorului turbogeneratorului sau de dispozitivul PSS. Deoarece cuplu de amortizare furnizat de înfășurările de amortizare pe cât și de miezul fieromagnetic este proporțional cu perturbațiile apărute anume la mici perturbații apare un cuplu de amortizare rezultant negativ care poate provoca instabilitatea oscilatorie. Ca semnale de intrare pentru stabilizatorul de putere pot servi variația vitezei unghiulare a rotorului generatorului, variația unghiului rotoric, puterea activă de la bornele generatorului. Acest semnal este prelucrat și amplificat în scopul obținerii unei tensiuni care reprezintă semnalul de ieșire al acestui stabilizator și care va fi introdus în sumatorul sistemului de excitație. Prin intermediul modulelor din cadrul PSS semanalul introdus va fi în fază cu perturbația apărută.

The aim of the paper is to study the dynamic behavior of a power plant connected to the power system during the occurrence of small disturbances. Of particular interest are plants equipped with fast-acting excitation control systems which, for the introduction of a positive synchronization torque, provide a negative damping torque, which leads to the samll signal stability. The PSS device being an additional loop in the excitation circuit of the particular generator and is intended to provide that damping torque necessary to maintain stability. The first power stabilizer was proposed by scientists DeMello and Concordia and later by Heffron and Phillips. The synchronization torque is obtained due to the AVR device, the generator speed control system, the FACTS devices, and the damping torque only due to the damping windings of the hydrogenerator, the eddy currents induced in the ferromagnetic mass of the turbogenerator rotor or the PSS device. Because the damping torque provided by the damping windings as well as by the ferromagnetic core is proportional to the disturbances that occur, ie at small disturbances, a negative damping torque occurs which can cause oscillatory instability. As input signals for the power stabilizer can serve the variation of the angular speed of the generator rotor, the variation of the rotor angle, the active power at the generator terminals. This signal is processed and amplified in order to receive a voltage which is the output signal of this stabilizer and which will be input to the exciter system adder. By means of the modules within PSS, the introduced weekly will be in phase with the disturbance appeared.