電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近幾年，電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定問題越來越嚴(yán)重地威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定分析也成為一個十分重要的問題。</p><p>　　為提高和保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，本文主要闡述了電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本概念，對小干擾法的基本原理做了研究，并利用小干擾法對簡單的單機電力系統(tǒng)進(jìn)行了簡

2、要的分析。且為了理解調(diào)節(jié)勵磁對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，本文做了簡要要研究，并以單機系統(tǒng)為實例，進(jìn)行了簡單地分析。</p><p>　　本文通過搜集相關(guān)資料，整理了保證和提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，靜態(tài)穩(wěn)定，小干擾分析法 ,勵磁調(diào)節(jié)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

3、<p>　　In recent years, the scale of power system is increasing,so system stability problem is increasingly serious threat to the safe and stable operation of power grid,and power system static stability analysis ha

4、s become a very important problem.</p><p>　　In order to improve and ensure the stable operation of electric power system, this paper mainly expounds the basic concept of the static stability of power system,

5、using the small disturbance method basic principle to do the research, and the use of small disturbance method for simple stand-alone power system undertook brief analysis. And in order to understand the regulation of ex

6、citation effects on the power system stability, this paper makes a brief to research, and single system as an example</p><p>　　In this paper, by collecting relevant information, organize the guarantee and im

7、prove the power system static stability measures.</p><p>　　Key words power system , static stability, small signal analysis method of excitation regulator</p><p><b>　　目錄</b></

8、p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的目的以及原則1</p><p>　　1.2 本文采用的解決電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性問題的方

9、法1</p><p>　　1.3 課題研究的成果和意義1</p><p>　　第2章 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性簡析2</p><p>　　2.1 電力系統(tǒng)的基本概念2</p><p>　　2.11電力系統(tǒng)的定義2</p><p>　　2.12電力系統(tǒng)的運行特點和要求2</p><p>　　

10、2.2電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本概念2</p><p>　　2.21電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定義2</p><p>　　2.22電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的分類3</p><p>　　2.23 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定性分析7</p><p>　　第3章 小擾動法分析簡單系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性11</p><p>　　3.1 小擾

11、動法基本原理11</p><p>　　3.2小擾動法分析簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性12</p><p>　　第四章調(diào)節(jié)勵磁對電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響17</p><p>　　4.1 不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響17</p><p>　　4.2 實例分析勵磁調(diào)節(jié)對穩(wěn)定性的影響19</p><p>　　第5章提

12、高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施22</p><p>　　5.1提高靜態(tài)穩(wěn)定性的一般原則22</p><p>　　5.2 改善電力系統(tǒng)基本元件的特性和參數(shù)23</p><p>　　5.21 改善系統(tǒng)電抗23</p><p>　　5.22改善發(fā)電機及其勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性23</p><p>　　5.23 采

13、用直流輸電24</p><p>　　5.3 采用附加裝置提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性24</p><p>　　5.31 輸電線路采用串聯(lián)電容補償24</p><p>　　5．32 勵磁系統(tǒng)采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 裝置25</p><p><b>　　第6章 結(jié)論26</b></p><p&

14、gt;<b>　　謝辭27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的目的以及原則</p><p>　　電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大規(guī)模的非線性動態(tài)系統(tǒng)，其穩(wěn)定性

15、分析是是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行的最重要也是最復(fù)雜的任務(wù)之一。電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的影響。當(dāng)前我國的電力負(fù)荷急劇增加, 電力系統(tǒng)的容量越來越大, 對電力系統(tǒng)安全運行的要求也越來越高。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為制約電力系統(tǒng)安全運行的重要因素之一。</p><p>　　從靜態(tài)穩(wěn)定分析可知, 不發(fā)生自發(fā)振蕩時, 電力系統(tǒng)具有較高的功率極限, 一般也就具有較高的運行穩(wěn)定度。從這些概念出發(fā), 可以得

16、出提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸送能力的一般原則: 盡可能地提高電力系統(tǒng)的功率極限; 抑制自發(fā)振蕩的發(fā)生; 盡可能減少發(fā)電機相對運行的振蕩幅度。</p><p>　　電力系統(tǒng)正常運行時，都難免會受到可能的小干擾，電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是研究電力系統(tǒng)在某一運行方式下遭受微小擾動時的穩(wěn)定性問題。本文針對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，闡述了小干擾分析法的理論基礎(chǔ)及其在簡單電力系統(tǒng)和多機系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時建立電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)模

17、型，進(jìn)行詳盡的算例分析</p><p>　　1.2 本文采用的解決電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性問題的方法</p><p>　　本文采用了小干擾法對簡單的單機電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。小干擾法的基本原理事李雅普諾夫?qū)τ谝话惴€(wěn)定性系統(tǒng)的理論。</p><p>　　任何一個系統(tǒng)中，可以用下列參數(shù)的函數(shù)表示時，</p><p>　　因某種微小的擾動使其參數(shù)

18、發(fā)生了變化，其函數(shù)變?yōu)?；若其所有參?shù)的微小能量趨近于零（當(dāng)微小擾動消失后），則認(rèn)為系統(tǒng)是穩(wěn)定的。</p><p>　　1.3 課題研究的成果和意義</p><p>　　經(jīng)過三年半的大學(xué)本科理論的學(xué)習(xí)，雖然已基本掌握理論知識，但對理論的實踐應(yīng)用還是空白。通過大四下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識，拓展知識視野和應(yīng)用能力。同時鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力和知識運用能力。</p>&l

19、t;p>　　第2章 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性簡析</p><p>　　2.1 電力系統(tǒng)的基本概念</p><p>　　2.11電力系統(tǒng)的定義</p><p>　　電能的生產(chǎn)、輸送、分配、使用是同時進(jìn)行的，所用的設(shè)備構(gòu)成一個整體。通常將生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能的設(shè)備如發(fā)電機、變壓器、輸配電力線路等，使用電能的設(shè)備如電動機、電爐、電燈等，以及測量、繼電保護(hù)、控制裝置乃

20、至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體，稱為電力系統(tǒng)。</p><p>　　2.12電力系統(tǒng)的運行特點和要求</p><p>　?。ǎ保╇娔苌a(chǎn)、輸送、分配和使用特點</p><p>　?。帷‰娔芘c國民經(jīng)濟(jì)各個部門、國防和日常生活之間的關(guān)系都很密切。</p><p>　?。狻‰娔懿荒艽罅績Υ?。</p><p>　?。恪‰娏ο到y(tǒng)

21、中的暫態(tài)過程十分迅速。</p><p>　?。洹﹄娔苜|(zhì)量的要求比較嚴(yán)格。</p><p>　?。ǎ玻﹄娏ο到y(tǒng)運行的基本要求</p><p>　　ａ　保證系統(tǒng)運行的可靠性。</p><p>　　ｂ　保證良好的電能質(zhì)量。</p><p>　?。恪”ＷC系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2.2

22、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本概念</p><p>　　2.21電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定義</p><p>　　電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性指的是正常運行的電力系統(tǒng)承受微小的、瞬時出現(xiàn)但是有立即消失的擾動后，恢復(fù)到他原有的運行狀況的能力；或者這種擾動雖不消失，但可用原有的運行狀況近似的表示新運行狀況的可能性。這也就是電力系統(tǒng)在受到微小擾動下的穩(wěn)定性，而這種擾動后可理解為任意不懂于零的無限小擾動。</p

23、><p>　　正因為如此，任意描述電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的非線性方程式，都可在原始運行點附近線性化。換言之，電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性涉及的數(shù)學(xué)問題將是解線性化了的機電暫態(tài)過程方程式組的問題。</p><p>　　針對上述電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定義，有如下兩點說明；</p><p>　?。?） 定義中的小擾動指系統(tǒng)正常運行時負(fù)荷的小波動或者運行點的正常調(diào)節(jié)。由于擾動小，因此不必像暫

24、態(tài)穩(wěn)定那樣直接求解微分方程和代數(shù)方程，在得到系統(tǒng)的運動軌跡后判穩(wěn)，而可采用線性化的方法，將一個本質(zhì)為非線性的暫態(tài)問題化為線性問題􀊹然后用線性系統(tǒng)的理論。由其特征根在復(fù)平面上的位置判斷穩(wěn)定。這種方法稱為小擾動法。與此同時，人們通過實踐也發(fā)現(xiàn)了一些判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的實用判據(jù)，其簡單直觀，對簡單電力系統(tǒng)尤為便利，可作為小擾動法的補充?？梢哉f，擾動法是分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的根本方法。而實用判據(jù)法是在一定假設(shè)前提下用來判定電力系

25、統(tǒng)靜穩(wěn)的簡單判斷條件。也可以說，電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性在擾動小且無換路情況下的一種特例。換言之，分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的方法可用于靜態(tài)穩(wěn)定性，有的靜態(tài)穩(wěn)定問題仍可用暫穩(wěn)方法解決，但由于靜態(tài)穩(wěn)定問題較為簡單而無此必要，于是采用了較為簡單的小擾動法。</p><p>　?。?） 所謂周期失步是指：系統(tǒng)受擾后形成周期性振蕩，振蕩的幅值隨時間越來越大，無法穩(wěn)定運行而失步，也稱為自發(fā)振蕩。所謂非周期失步

26、是指，系統(tǒng)受擾后不形成振蕩，但幅值隨時間單調(diào)增大，同樣無法穩(wěn)定運行而失步，也稱為滑行失步。前者具有正實部的共軛復(fù)根(簡稱正實共軛根下同),后者則具有正實根?？傊?#1049273;有特征根位于復(fù)平面的右半部分,故系統(tǒng)不穩(wěn)定。由此可推理,如系統(tǒng)的特征根為負(fù)實共軛根,則將為周期性減幅振蕩,能穩(wěn)定運行,如系統(tǒng)的特征根為負(fù)實根,則將為周期性單調(diào)減幅運動,也能穩(wěn)定運行。</p><p>　　2.22電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的分類

27、</p><p>　　電力系統(tǒng)兩大國際組織國際大電網(wǎng)會議(INTERNATIONAL COUNCIL ON LARGE ELECTRIC SYSTEMS, CIGRE)和國際電氣與電子工程師學(xué)會電力工程分會(Institute of Electrical and Electronic Engineers, Power Engineering Society，IEEE PES) 穩(wěn)定定義聯(lián)合工作組IEEE/CIGR

28、E 最新提出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定定義和分類與行標(biāo)DL 755-2001 中的定義和分類有所不同。IEEE/CIGRE 和行標(biāo)DL 755-2001 均認(rèn)為電力系統(tǒng)穩(wěn)定是一個整體性問題，客觀上只有穩(wěn)定或不穩(wěn)定狀態(tài)，但依據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定特性、擾動大小和時間框架的不同，系統(tǒng)失穩(wěn)可表現(xiàn)為多種不同的形式。為識別導(dǎo)致電力系統(tǒng)失穩(wěn)的主要誘因，在分析特定問題時進(jìn)行簡化假設(shè)以及采用恰當(dāng)?shù)哪Ｐ秃陀嬎惴椒?，從而安排合理的方式、制定提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平的控制策略、規(guī)劃和

29、優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，IEEE/CIGRE 和行標(biāo)DL755-2001 均將電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，這種分類對于分析和解決電力系統(tǒng)實際穩(wěn)定問題十分必要，</p><p><b>　　表2.1</b></p><p>　　圖2.1電力系統(tǒng)分類圖</p><p><b>　?。?）功角穩(wěn)定</b></p&g

30、t;<p>　　IEEE/CIGRE 從數(shù)學(xué)計算方法和穩(wěn)定預(yù)測的角度，將功角穩(wěn)定分為小干擾功角穩(wěn)定和大干擾功角穩(wěn)定。在這種分類下，小干擾功角穩(wěn)定認(rèn)為擾動足夠小，從而可采用基于線性化微分方程的小干擾穩(wěn)定分析方法來研究，而大干擾功角穩(wěn)定必須基于保留電力系統(tǒng)動態(tài)因素的非線性微分方程加以研究。小干擾功角穩(wěn)定可通過特征根分析以預(yù)測和判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定特性，而大干擾功角穩(wěn)定可基于時域仿真預(yù)測和判斷穩(wěn)定性。IEEE/CIGRE 認(rèn)為，小干擾

31、功角穩(wěn)定研究的時間框架通常是擾動之后的10~20 s 時間，第一擺失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定研究的時間框架通常是擾動之后的3~5 s 時間，振蕩失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定研究的時間框架通常延長到擾動之后10~20 s 的時間。因此，IEEE/CIGRE 將功角穩(wěn)定(小干擾功角穩(wěn)定和大干擾功角穩(wěn)定)歸為短期穩(wěn)定問題。IEEE 和CIGRE 在早前各自給出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義中曾將“動態(tài)穩(wěn)定”作為功角穩(wěn)定的一種穩(wěn)定形式。但因為“動態(tài)穩(wěn)定”在北美和歐洲分

32、別表示不同的現(xiàn)象：在北美，動態(tài)穩(wěn)定一般表示考慮控制(主要指發(fā)電機勵磁控制)的小干擾穩(wěn)定，以區(qū)別于不計發(fā)電機控制的經(jīng)典“靜態(tài)穩(wěn)定”；而在歐洲卻表示暫態(tài)穩(wěn)</p><p>　　行標(biāo) DL 755-2001 從穩(wěn)定物理特性和數(shù)學(xué)計算方法的角度，將功角穩(wěn)定細(xì)分為靜態(tài)穩(wěn)定、小干擾動態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和大干擾動態(tài)穩(wěn)定。這種分類既考慮了失穩(wěn)的不同原因，又兼顧了受到擾動的大小從而可以采用不同的分析方法加以研究。行標(biāo) DL755-2

33、001 中，靜態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與同步力矩相關(guān)的小干擾動態(tài)穩(wěn)定性，主要用以定義系統(tǒng)正常運行和事故后運行方式下的靜穩(wěn)定儲備情況。小干擾動態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與阻尼力矩相關(guān)的小干擾動態(tài)穩(wěn)定性，主要用于分析系統(tǒng)正常運行和事故后運行方式下的阻尼特性。暫態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與同步力矩相關(guān)的大擾動后第一、二搖擺的穩(wěn)定性，用以確定系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限和穩(wěn)定措施。大干擾動態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與阻尼力矩相關(guān)的大干擾動態(tài)穩(wěn)定性，主要用于分析系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定后的動

34、態(tài)穩(wěn)定性。行標(biāo) DL755-2001 中，暫態(tài)穩(wěn)定(同步轉(zhuǎn)矩不足)和大干擾動態(tài)穩(wěn)定(阻尼轉(zhuǎn)矩不足)都是受到大擾動之后的功角穩(wěn)定性，因此需采用基于微分方程的時域分析方法。由上述分析可以看出，IEEE/CIGRE 依據(jù)擾動的大小，對功角穩(wěn)定分為小干擾功角穩(wěn)定和大干擾功角穩(wěn)定，而子類中不再具體細(xì)分是由哪種原因?qū)е碌姆€(wěn)定問</p><p>　　不足引起的大干擾功角穩(wěn)定)。</p><p><

35、b>　?。?）電壓穩(wěn)定</b></p><p>　　對于電壓穩(wěn)定，IEEE/CIGRE 從數(shù)學(xué)計算方法和穩(wěn)定預(yù)測的角度，將電壓穩(wěn)定分為小干擾電壓穩(wěn)定和大干擾電壓穩(wěn)定。行標(biāo)DL 755-2001 同樣從數(shù)學(xué)計算方法和穩(wěn)定預(yù)測的角度，將電壓穩(wěn)定分為靜態(tài)電壓穩(wěn)定和大干擾電壓穩(wěn)定，該靜態(tài)電壓穩(wěn)定與IEEE/CIGRE 中的小干擾電壓穩(wěn)定是對應(yīng)的。對于大干擾電壓穩(wěn)定，IEEE/CIGRE 和行標(biāo)DL 75

36、5-2001 均認(rèn)為既可以是由于快速動態(tài)負(fù)荷、HVDC 等引起的快速短期電壓失穩(wěn)，也可以是由慢動態(tài)設(shè)備如有載調(diào)壓、恒溫負(fù)荷和發(fā)電機勵磁電流限制等引起的長過程電壓失穩(wěn)。對 于 小 干 擾電壓穩(wěn)定( 靜態(tài)電壓穩(wěn)定) ，IEEE/CIGRE 認(rèn)為在給定運行點，電力系統(tǒng)受到諸如持續(xù)負(fù)荷增加、連續(xù)控制、離散控制(有載調(diào)壓使功率恢復(fù))等可能導(dǎo)致電壓失穩(wěn)，這種小干擾電壓失穩(wěn)可以是一種短期現(xiàn)象，也可以是一種長期現(xiàn)象。行標(biāo)DL 755-2001 定義靜態(tài)

37、電壓穩(wěn)定的目的主要是用以考察電力系統(tǒng)正常運行和事故后運行方式下的電壓靜穩(wěn)定儲備情況，因此，未再從時間框架上將靜態(tài)電壓穩(wěn)定加以區(qū)分。</p><p><b>　?。?）頻率穩(wěn)定</b></p><p>　　對于頻率穩(wěn)定，I E E E / C IGRE 和行標(biāo)DL 755-2001 均從系統(tǒng)論的角度定義頻率在保持發(fā)電和負(fù)荷平衡情況下的穩(wěn)定能力。此外，行標(biāo)DL 755-2

38、001 還從安全運行的角度定義頻率必須保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)。</p><p>　　2.23 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的定性分析</p><p>　　我們將用最簡單的電力系統(tǒng)圖作簡要分析，如圖2.2所示，途中的手段位無限大容量電力系統(tǒng)母線，送短發(fā)電機為因及時同步發(fā)電機，并略去所有元件電阻跟導(dǎo)納。</p><p>　　根據(jù)圖2.2做出等值網(wǎng)絡(luò)圖2.3。如發(fā)電機的歷次不可調(diào)

39、，即他的空載電動勢Eq為恒定值，則可得出這個系數(shù)的功—角特性關(guān)系為 如公式（2.1）所示。</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　由此可得本系統(tǒng)的功—角特性曲線，如圖2.4所示。</p><p>　　圖（2.1）單機系統(tǒng)接線圖</p><p>　　圖（2.2）單機系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)</p&g

40、t;<p>　　圖（2.3）功角特性曲線</p><p>　　圖（2.4）整步功率系數(shù)</p><p>　　設(shè)原動機的機械功率不可調(diào)，且忽略摩擦，風(fēng)阻等損耗，按輸入機械功率與輸出電磁功率相平衡的條件在功——角特性曲線上將有兩個運行點a、b，與其對應(yīng)的功率角為。</p><p><b>　　靜態(tài)穩(wěn)定性分析</b></p>

41、<p>　　先分析在a點運行的狀況，在a點，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)一個微小的、瞬時出現(xiàn)但又立即消失的擾動，使功率角δ增加一個微量△δ時，輸出的電磁功率將從a點對應(yīng)的值，增加到與a´點對應(yīng)的。但因輸入的機械功率不可調(diào)，仍為，在a´點輸入的電磁功率將大于輸入機械功率。從而當(dāng)這個擾動消失后，在制動功率作用下機組將減速，功率角δ將減小，運行點將漸漸回到a點，如圖2.5中實線所示。當(dāng)一個微小的擾動使功率角δ減小一個微量△δ

42、時，情況剛好相反，輸出功率將減小到與a″對應(yīng)的值，且＜。從而在這個小擾動消失后，在經(jīng)加速功率的作用下機組將加速，使功率角增大，運行點漸漸地回到a點，如圖2.6虛線所示，所以a點是靜態(tài)穩(wěn)定的運行點。</p><p>　　圖（2.5）在a點運行</p><p>　　圖（2.6）在b點運行</p><p><b>　　靜態(tài)不穩(wěn)定的分析</b><

43、/p><p>　　再分析b點的運行情況，在b點當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)一個微曉得、瞬時出現(xiàn)但是又立刻消失的擾動，使功率角增加一個微量△δ時輸出的電磁功率將從b點對應(yīng)的減小到b′點相對應(yīng)的，且=常數(shù)。當(dāng)這個擾動消失后，在凈加</p><p>　　速功率作用下機組將加速，功率角將增大。而功率角增大時，與之對應(yīng)的輸出的電磁功率將進(jìn)一步減小。這樣繼續(xù)下去，運行點不能再回b點，如圖2.6中實線所示，功率角δ不斷增大

44、，標(biāo)志著兩個電源之間將失去同步，電力系統(tǒng)將不能并聯(lián)運行而瓦解。如果這個微小擾動使功率角減小一個微量△δ，情況又不同，輸出的電磁功率將增大到與b″點對應(yīng)的值，且 ＞。從而當(dāng)這個擾動消失后，在制動功率的作用下機組將減速，功率角將繼續(xù)減小，一直減小到，漸漸穩(wěn)定在a點運行，如圖2.6中虛線所示，所以b點不是穩(wěn)態(tài)運行點。從而在c點以后均不是靜態(tài)穩(wěn)定點。</p><p>　　第3章 小擾動法分析簡單系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性<

45、/p><p>　　3.1 小擾動法基本原理</p><p>　　所謂小擾動法是指當(dāng)一個非線性系統(tǒng)受到的擾動較小時，為判斷其運動的穩(wěn)定性，可將非線性系統(tǒng)在初始運行點線性化，然后用線性系統(tǒng)理論，由其特征根在復(fù)平面上的位置判斷系統(tǒng)穩(wěn)定與否以及穩(wěn)定形式的一種方法。用數(shù)學(xué)語言表達(dá)為：一非線性動力學(xué)系統(tǒng)，描述其特性的方程為一組非線性微分方程公式（3.1）</p><p><b

46、>　?。?.1）</b></p><p>　　因擾動小，可將其在初始運行點 X 展為臺勞級數(shù)，并略去二次及以上高次項，稱為線性化得到公式(3.2)</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　因在初始運行點處于平衡狀態(tài),所以,從而上式改成公式(3.3)</p><p><b

47、>　?。?.3)</b></p><p>　　式中為Jacobi 矩陣也稱為線性化后線性系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣。也稱為線性化后線性系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣。</p><p>　　俄國學(xué)者 А.М.Ляпнов 于1892 年提出非線性動力學(xué)系統(tǒng)在小擾動下的穩(wěn)定性，可由矩陣A 的特征根確定。這就是小擾動法的基本原理。</p><p>　　由上述介紹可知，用小擾動法研究

48、系統(tǒng)穩(wěn)定性的步驟為：</p><p>　　（1）列寫描述系統(tǒng)特性的狀態(tài)方程。</p><p>　　（2）將狀態(tài)方程線性化，到系統(tǒng)矩陣A。</p><p>　?。?）由矩陣A 的特征根判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。</p><p>　　其中值得指出的有三點：</p><p>　?。?） 所謂狀態(tài)方程是指以狀態(tài)變量對時間t 的變化率列寫

49、的一組一階微分方程，方程中的X 必須是狀態(tài)變量，態(tài)變量是換路時發(fā)生突變的物理量。</p><p>　　方程線性化時，由定義求取系統(tǒng)矩陣，即公式(3.4)</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　也可對除時間t 以外的變量直接取增量方程。然后寫成矩陣形式,得到矩陣A ,兩者結(jié)果一致。</p><p&

50、gt;　　由矩陣A 的特征根判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時，直接求解其特征方程（式中 p為微算子，I為單位矩陣）得到特征根，再由其復(fù)平面上的位置判斷其穩(wěn)定性: 如所有特征根均在左半平面,則系統(tǒng)穩(wěn)定,如有根在右半平面,則系統(tǒng)不穩(wěn)。也可利用一些代數(shù)判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,如Routh 判據(jù)和Hurwitz 判據(jù)。</p><p>　　小擾動法分析簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性</p><p>　　此節(jié)，我們簡單分析上

51、一章中的最簡單的電力系統(tǒng)圖(1.1)。其中不考慮自動勵磁作用時發(fā)電機的空載電動勢為常數(shù)，設(shè)機械功率恒定，取發(fā)電機組的阻尼功率為。</p><p>　　先討論不計阻尼功率，即D=0的情況，然后討論阻尼功率對靜態(tài)穩(wěn)定的影響。</p><p>　　不計阻尼功率 （D=0）</p><p>　　按上述小擾動法的步驟：</p><p><b>

52、;　　列寫狀態(tài)方程</b></p><p>　　由發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的狀態(tài)方程式，且D=0，所以得公式(3.5)</p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　式中, δ和ω為狀態(tài)變量,換路時不發(fā)生突變; 、、為常數(shù); Pe 為非狀態(tài)變量,可表為狀態(tài)變量的函數(shù),因此時,故取。</p><p&

53、gt;　　線性化，得到系統(tǒng)矩陣A 。</p><p>　　由定義的公式(3.6)</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中，，稱為同步功率系數(shù)，下標(biāo)代表。</p><p>　　由矩陣A 的特征根判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。公式(3.7)</p><p><b>　　

54、（3.7）</b></p><p>　　其特征根為公式3.8</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　可見，如，則，為一對實部為零的共軛復(fù)根,從而系統(tǒng)作等幅振蕩，如圖 (3.1)所示。考慮運動時總存在能量損耗,振蕩會逐漸平息,因而系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　圖（3.1）等幅震蕩

55、圖</p><p>　　圖（3.2）非周期失穩(wěn)圖</p><p>　　還可求出振蕩頻率為公式3.9</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　稱為發(fā)電機組的固有振蕩頻率或自然振蕩頻率。</p><p>　　如，則,必有一正實根,從而系統(tǒng)非周期單調(diào)增幅失穩(wěn),如圖（3.2）所

56、示，也稱為滑行失步。</p><p>　　綜上，當(dāng)不考慮自動勵磁調(diào)節(jié)作用和不必阻尼功率，即時候，簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的條件為公式（3.10）</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　記阻尼功率（D≠0）</p><p>　　當(dāng)記及發(fā)電機組的阻尼功率且將其表為時，轉(zhuǎn)子運動方程為公式（3.11）&l

57、t;/p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　采用同樣的分析方法和步驟，得到線性化增量方程為公式（3.12）</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　特征方程為公式（3.13）</p><p><b>　?。?.1

58、3）</b></p><p>　　從而特征根為公式（3.14）</p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　可見，計及阻尼功率后，系統(tǒng)的穩(wěn)定既與同步功率系數(shù)有關(guān)，也與阻尼系數(shù)D 有關(guān)。</p><p>　　當(dāng)D>0，即系統(tǒng)具有正阻尼時，特征根的實部為負(fù)，位于復(fù)平面的左半部，系統(tǒng)

59、穩(wěn)定。穩(wěn)定的形式有兩種：當(dāng)時，即，為兩個負(fù)實根，故為非周期穩(wěn)定。這種情況稱為過阻尼；當(dāng)時，是一對負(fù)實共軛根，故為周期穩(wěn)定。如 則有一正實根，為非周期失穩(wěn)，滑行失步。</p><p>　　當(dāng)D<0時，即系統(tǒng)具有負(fù)阻尼時，此時不論為何值，總有特征根位于復(fù)平面的右半部，故系統(tǒng)不穩(wěn)。當(dāng)時，為正為正實共軛根，系統(tǒng)周期振蕩失穩(wěn)，即自發(fā)振蕩失穩(wěn)，如圖3.3所示，當(dāng)時，有一正實根，系統(tǒng)非周期失穩(wěn)，滑行失步。</p&g

60、t;<p>　　綜上可知，如，系統(tǒng)非周期性失穩(wěn)，如D<0，系統(tǒng)失穩(wěn)，：時，自發(fā)震蕩失穩(wěn)； 時，滑行失步。由此可見，時，系統(tǒng)穩(wěn)定的結(jié)論必須以系統(tǒng)具有正的阻尼，即不發(fā)生自發(fā)振蕩為前提。故實用判據(jù)是在一定假設(shè)前提下用于判斷系統(tǒng)靜穩(wěn)的簡單判斷條件。當(dāng)然，大多情況下，電力系統(tǒng)具有正的阻尼作用，但在個別情況下會出現(xiàn)負(fù)阻尼，造成系統(tǒng)振蕩。由于振蕩的頻率很低，約為0.2到2.5Hz，故稱為低頻振蕩。這一現(xiàn)象將造成系統(tǒng)運行的不正常，值

61、得注意。</p><p>　　將此時的特征方程 化為自動控制系統(tǒng)中二階慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式公式（3.14）</p><p><b>　　(3.14)</b></p><p>　　則有公式（3.5） </p><p><b>　?。?.15）</

62、b></p><p>　　稱為系統(tǒng)的自然振蕩頻率,即阻尼為零時的振蕩頻率。請注意和的區(qū)別。</p><p><b>　　公式（3.16）</b></p><p><b>　　(3.16)</b></p><p>　　稱為系統(tǒng)的阻尼比，系統(tǒng)的實際振蕩頻率為公式（3.17）</p>

63、<p><b>　?。?.17）</b></p><p>　　可見，阻尼比越大，振蕩頻率越低；。系統(tǒng)不穩(wěn)定，為過阻尼情況。實際電力系統(tǒng)的阻尼比一般不大，但也不應(yīng)該太小，如不應(yīng)小于0.1∽0.3，否則易產(chǎn)生震蕩。</p><p>　　第四章調(diào)節(jié)勵磁對電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響</p><p>　　由于自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)作用時電力系統(tǒng)的暫態(tài)過

64、程非常復(fù)雜，為理解調(diào)節(jié)勵磁對電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，本章只介紹第二章圖（2.1）所示的最簡單電力系統(tǒng)中發(fā)電機的不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的作用，且發(fā)電機為隱極機。然后，對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性做以簡單綜述。</p><p>　　4.1 不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響</p><p>　　手動調(diào)節(jié)勵磁或機械調(diào)節(jié)器的勵磁調(diào)節(jié)過程是不連續(xù)的，如圖（4.1）所示。由圖可見，隨著傳輸功率P的增大，功率角δ

65、將增大，發(fā)電機端電壓將下降。但由于這類調(diào)節(jié)器有一定的失靈區(qū)，只有在端電壓的下降越出一定的范圍時，才增大發(fā)電機的勵磁，從而增大他的空載電動勢，運行點才從一根功---角特征曲線過渡到另一根，如圖中a-aˊ-b段。傳輸功率繼續(xù)增大，功率角繼續(xù)增大，發(fā)電機端電壓又下降。當(dāng)電壓下降有一次越出給定的范圍時，又一次增大他的空載電動勢，運行點又從第二根功角特性曲線過渡到第三根。以此類推?？梢姴捎眠@類調(diào)節(jié)勵磁方式時，運行點的轉(zhuǎn)移，發(fā)電機端電壓和空載電動勢

66、的變化將分別如圖（4.2）中的折線a-a´-b-b´-c-c´-d-d´-e。</p><p>　　圖（4.1）功—角特性曲線</p><p>　　圖（4.2）發(fā)電機端電壓和空載電動勢的變化</p><p>　　當(dāng)傳輸功率增大到靜態(tài)穩(wěn)定極限功率，功率角對應(yīng)的m點時，這個傳輸功率不能再繼續(xù)增大了。因δ>90°時，

67、所有按定值條件繪制的功--角特性曲線A、B、C、D、E、F、G等都有下降的趨勢，從而在m點運行時，功率角的微增將使發(fā)電機組的機械功率大于電磁功率，發(fā)電機組將加速，雖然與此同時，發(fā)電機端電壓下降，但在還沒有來得及采取措施增大發(fā)電機的勵磁之前，系統(tǒng)已喪失了穩(wěn)定性。換言之，采用這一類不連續(xù)調(diào)節(jié)的、有失靈區(qū)的調(diào)節(jié)勵磁方式時，靜態(tài)穩(wěn)定的極限就是圖中的，與這個穩(wěn)定極限相對應(yīng)的功率角。</p><p>　　4.2 實例分析勵磁

68、調(diào)節(jié)對穩(wěn)定性的影響</p><p><b>　　圖（4.3）</b></p><p>　　·如圖（4.3）所示。有以下的參變量，，，；</p><p><b>　　，；，，；，</b></p><p><b>　　，，。</b></p><p&g

69、t;　　求：①勵磁不可調(diào)的靜態(tài)穩(wěn)定極限和靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)；</p><p>　　②不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁時的靜態(tài)穩(wěn)定極限和靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。</p><p>　　解：（1）勵磁不可調(diào)時：</p><p><b>　　由已知可得；</b></p><p>　　按此，可作圖（4.4）中的功---角特性曲線I。當(dāng)時，靜態(tài)穩(wěn)定極限。&l

70、t;/p><p>　　靜態(tài)穩(wěn)定的儲備系數(shù)為</p><p><b>　　不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁時；</b></p><p>　　不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁，但可維持發(fā)電機端電壓為定值，首先需求取可維持的端電壓值。</p><p><b>　　由圖（4.5）可見</b></p><p>　　由圖（4.

71、5）還可見：</p><p><b>　　從而，由可列出</b></p><p><b>　　于是有 </b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　以不同的δ值代入上式，可得不同的與之對應(yīng)的。例如，當(dāng)時，可得</p><p>

72、　　此時，輸出的電磁功率為</p><p>　　以此類推，取一個δ便可求出一個，最終可作出如圖（4.4）所示的功—角特性曲線Ⅱ。</p><p>　　由圖（4.4）可得，，(靜態(tài)穩(wěn)定值極限)。</p><p>　　那么，靜態(tài)穩(wěn)定的儲備系數(shù)為</p><p>　　由本勢力可見，不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁對提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的作用仍相當(dāng)顯著。他可使穩(wěn)定極

73、限由圖（4.4）中曲線Ⅰ上的最大值1.325提高為曲線Ⅱ上的2.01</p><p>　　圖（4.4）功—角特性曲線</p><p>　　圖（4.5）簡單電力系統(tǒng)向量圖</p><p>　　第5章提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和擴(kuò)大、輸電距離和輸送容量的增加, 輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定問題更顯突出?？梢哉f, 電力系

74、統(tǒng)穩(wěn)定性是限制交流遠(yuǎn)距離輸電的輸送距離和輸送能力的一個決定性因素。</p><p>　　5.1提高靜態(tài)穩(wěn)定性的一般原則</p><p>　　從靜態(tài)穩(wěn)定分析可知, 不發(fā)生自發(fā)振蕩時, 電力系統(tǒng)具有較高的功率極限, 一般也就具有較高的運行穩(wěn)定度。從這些概念出發(fā), 可以得出提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸送能力的一般原則: 盡可能地提高電力系統(tǒng)的功率極限; 抑制自發(fā)振蕩的發(fā)生; 盡可能減少發(fā)電機相對運行的

75、振蕩幅度。</p><p>　　從簡單電力系統(tǒng)極限的表達(dá)式Pm = EU/ X 中可以看出, 要提高電力系統(tǒng)的功率極限, 應(yīng)從提高發(fā)電機的電勢E、減少系統(tǒng)電抗X 、提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓U 等方面著手。</p><p>　　抑制自發(fā)振蕩, 主要是根據(jù)系統(tǒng)情況, 恰當(dāng)?shù)剡x擇勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型和整定其參數(shù)。</p><p>　　根據(jù)上述一般原則, 可以采取以下幾個方面的措施

76、提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性: ( 1) 改善電力系統(tǒng)基本元件的特性和參數(shù); ( 2) 采用附加裝置提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性。</p><p>　　應(yīng)該著重指出, 無論采用哪種措施來提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性, 除了考慮技術(shù)上實現(xiàn)的可能性之外, 還必須考慮是否經(jīng)濟(jì)合理。有的措施對靜態(tài)穩(wěn)定和輸送能力均有良好的作用, 如提高系統(tǒng)功率極限的各種措施。</p><p>　　5.2 改善電力系統(tǒng)基本元件的特性

77、和參數(shù)</p><p>　　5.21 改善系統(tǒng)電抗</p><p>　　原動機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)、變壓器、輸電線路、開關(guān)設(shè)備和保證電力系統(tǒng)無功平衡的補償設(shè)備乃是電力系統(tǒng)的基本元件。這些基本元件的特性和參數(shù), 對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性有直接的、重要的影響。</p><p>　　變壓器和輸電線路的電抗在系統(tǒng)總阻抗中占有相當(dāng)?shù)谋戎? 特別是遠(yuǎn)距離輸電線路,

78、 有時輸電線路的電抗可達(dá)到系統(tǒng)總阻抗的一半。因此, 減少變壓器和輸電線路的電抗, 對提高電力系統(tǒng)的功率極限和穩(wěn)定性有著重要的作用。</p><p>　　改善發(fā)電機及其勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性</p><p>　　勵磁調(diào)節(jié)裝置是同步發(fā)電機的重要組成部分,其主要任務(wù)是通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁繞組的直流電流, 控制發(fā)電機機端電壓恒定, 滿足發(fā)電機正常發(fā)電的需要, 同時控制發(fā)電機機組間無功功率的合理分配, 提

79、高同步發(fā)電機并網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。</p><p>　　由于快速勵磁系統(tǒng)反映靈敏, 調(diào)節(jié)速度快, 對同步發(fā)電機遭受小擾動時的靜態(tài)穩(wěn)定有益, 因此, 它提高了發(fā)電機的極限功率。但若快速勵磁系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)過大, 則發(fā)電機會在小干擾下就產(chǎn)生自發(fā)振蕩而失去穩(wěn)定; 相反若把放大倍數(shù)整定過小, 則穩(wěn)定運行時維持發(fā)電機機端電壓恒定的能力較差,此時因達(dá)不到高幅值的功角特性, 發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定極限同樣降低。</p>

80、<p>　　如果發(fā)電機在運行中可自動調(diào)節(jié)勵磁, 則此時Eq 為變值, 相應(yīng)的傳輸功率可得到顯著的提高。假定勵磁調(diào)節(jié)是無慣性的, 并假定在負(fù)載變化時可保持發(fā)電機的暫態(tài)電勢E%q , 近似為常數(shù), 由于對負(fù)載變化時, 內(nèi)電勢Eq 亦隨勵磁調(diào)節(jié)而變化, 此時的功率特性已不是一條正弦曲線, 而是由一組E q 等于不同恒定值時的正弦曲線族上相應(yīng)工作點所組成,同時, 由于外功率特性曲線系借助于勵磁調(diào)節(jié)而工作在此曲線部分, 故相應(yīng)工作段亦稱

81、為人工穩(wěn)定區(qū)。同時, 對外功率特性而言, 最大功率不是出現(xiàn)在δ＜ 90°， 而是δ> 90°處, 其具體數(shù)值取決于靜態(tài)穩(wěn)定的條件。</p><p>　　發(fā)電機無論運行在穩(wěn)態(tài)還是暫態(tài)過程中, 其運行狀態(tài)在很大程度上和勵磁有關(guān)。對發(fā)電機的勵磁進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制, 不僅可以保證發(fā)電機及電力系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性, 而且可以提高發(fā)電機及電力系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的重要任務(wù)是維持

82、發(fā)電機機端或指定控制點的電壓在給定水平上, 提高電力系統(tǒng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。</p><p>　　5.23 采用直流輸電</p><p>　　直流輸電是將發(fā)送端的交流電經(jīng)升壓整流后,通過超高壓直流線路送到接收端逆變成交流后, 送入接收端交流電力系統(tǒng)。由于直流輸電的電壓及傳輸功率與兩端系統(tǒng)的頻率無關(guān), 即兩端系統(tǒng)可以在不同頻率下通過支流輸電線路連接在一起運行, 這樣僅通過直流輸電聯(lián)系的兩大

83、系統(tǒng)間便不存在同步并聯(lián)運行的穩(wěn)定問題。實質(zhì)上, 直流輸電可以看作是一種同步隔離器或變頻器( 特別是在無輸電線路的背靠背方式下使用時) 。此外還可以利用直流輸</p><p>　　電的快速調(diào)控能力來提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　5.3 采用附加裝置提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性</p><p>　　5.31 輸電線路采用串聯(lián)電容補償</p>

84、<p>　　利用電容器容抗與輸電線路感抗相反的性質(zhì), 在輸電線路上串聯(lián)電容器來減小線路的等值電抗,這種做法稱為串聯(lián)電容補償。</p><p>　　接入串聯(lián)電容之后, 輸電線路的等值電抗為公式（5.1）</p><p><b>　　（5.1）</b></p><p>　　式中: 為輸電線路的等值電抗; 為電容等值電抗; 為補償度。&

85、lt;/p><p>　　增大能減小輸電線路的等值電抗, 對提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定非常有利。</p><p>　　通常認(rèn)為, 電容器的容抗應(yīng)小于與電容器相連接的一段線路的感抗。例如當(dāng)電容器集中安裝在線路長度的中點時, 應(yīng)小于0.5; 當(dāng)電容器分兩處安裝且將線路等分為三段時, 應(yīng)小于0.66 等。</p><p>　　5．32 勵磁系統(tǒng)采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 裝置<

86、/p><p>　　在低頻振蕩期間, 電力系統(tǒng)中角度、速度和轉(zhuǎn)矩等變量是周期性地變化的, 從而可以像電流、電壓那樣用向量來分析。如圖5.1所示，為△δ=△ω相平面中的電磁轉(zhuǎn)矩向量圖。</p><p>　　圖（5.1）△δ-△W相平面中的電磁轉(zhuǎn)矩向量圖</p><p>　　圖中，電磁轉(zhuǎn)矩向量 是由形成的, 它滯后于角度的振蕩。這是由于電壓調(diào)節(jié)器和勵磁繞組本身是個慣性環(huán)節(jié),

87、致使通過產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩滯后于角度的振蕩。 可以分解為 和 , 前者為同步轉(zhuǎn)矩, 后者為阻尼轉(zhuǎn)矩, 由于< 0, 因而使角度振蕩加大。因此如果使調(diào)節(jié)器提供一個超前的附加電勢來補償勵磁系統(tǒng)的相位滯后, 則就提供了一個正的阻尼轉(zhuǎn)矩, 就可能平息振蕩。圖 中, 與的矢量和即為有穩(wěn)定器時的電磁轉(zhuǎn)矩。 領(lǐng)前轉(zhuǎn)子角振蕩一個相角, 其綜合的效果不僅是提供了一個正的阻尼轉(zhuǎn)矩來抑制振蕩, 而且還提供了一個正的同步轉(zhuǎn)矩, 有利于提高輸送能力。</

88、p><p>　　PSS( Power System Stabilizer ) 的輸入信號既可采用發(fā)電機加速功率 , 也可采用轉(zhuǎn)子角速度變化量, 本文采用后一種PSS, 它采用轉(zhuǎn)速偏差 、頻率偏差、加速功率偏差、電功率偏差 中的1 個或幾個信號( 一般為2 個) 作為勵磁控制器的輔助輸入, 經(jīng)恰當(dāng)處理后, 產(chǎn)生阻尼力矩, 提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定。PSS 的類型很多, 但在實際中廣泛采用的是取電功率偏差量 或 轉(zhuǎn)速偏

89、差量 作為輸入量來實現(xiàn)輔助控制。</p><p>　　綜上所述, PSS 的基本作用是通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁, 對同步電機轉(zhuǎn)子之間的振蕩提供阻尼, 從而來提高穩(wěn)定極限。為了提供這種阻尼, 穩(wěn)定器必須能夠產(chǎn)生和轉(zhuǎn)子速度變化同相的電氣力矩分量, 其傳遞函數(shù)必須能補償發(fā)電機、電力系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的</p><p>　　增益特性和相位特性, 這個傳遞函數(shù)的參數(shù)與電壓調(diào)節(jié)器增益、發(fā)電機運行情況和系統(tǒng)聯(lián)系情

90、況有直接關(guān)系。所以, PSS 除了可以有效地抑制低頻振蕩外, 還可以有效地提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性</p><p><b>　　第6章 結(jié)論</b></p><p>　　本題目是對簡單的電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，掌握基本理論和方法，并對實例模型進(jìn)行計算。本文首先對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性做了簡要講解，其次文章通過小擾動法的基本原理對簡單的單機電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，并闡述

91、了勵磁調(diào)節(jié)對電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響。并整理了一些提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施。</p><p>　　本設(shè)計的完成對于不太了解電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的概念和意義的人對電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性有了簡單的認(rèn)識，并能引起他們對這方面的重視。</p><p>　　通過此次設(shè)計，也提高了自己理論與實際相結(jié)合的能力，對今后的生活和學(xué)習(xí)起到了促進(jìn)作用。也讓自己有更多的耐心對待身邊的事和物，而這些能力是課本上學(xué)不到

92、的。但是由于本人的能力所及，本文不免有很多紕漏，望諒解，例如對于多機系統(tǒng)的分析，這些方面則需要在今后的生活工作中去學(xué)習(xí)鉆研。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　本論文在寫作過程中，得到了徐老師的真誠幫助和指導(dǎo)，寫作初期在我對畢業(yè)論文的寫作幾乎一無所知的時候,徐老師幫助我整理思路并且告訴我可以查找資料的方法和渠道，使我在以后的寫作中有了一個清

93、晰的思路。寫作過程中又對我的一個又一個問題給于了精心的指導(dǎo)還在我困惑的時候給了我鼓勵，使我恢復(fù)信心抱著積極的態(tài)度完成了本文。徐老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。在此謹(jǐn)向徐老師致以誠摯的感謝和最崇高的敬意。</p><p>　　不只是徐老師，在此次設(shè)計過程中我的其他任課老師，跟我的許多同學(xué)都對我的設(shè)計提供了建設(shè)性的意見和建議。在此，感謝所有幫助過我的老師、家長、朋友們，正

94、是由于他們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 韓禎祥．電力系統(tǒng)穩(wěn)定．北京：中國電力出版社，1995。</p><p>　　[2] 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析(下冊).武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002年。</p><

95、;p>　　[3] 張惠勤. 電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計[M].西安:西安交通大學(xué)出版社，1994年。</p><p>　　[4] 李堅. 電網(wǎng)運行及調(diào)度技術(shù)問答[ M ] . 北京: 中國電力出版社, 2004年。</p><p>　　[5] 南京工學(xué)院.電力系統(tǒng). 北京：電力工業(yè)出版社，1980年。</p><p>　　[6] 邱曉燕，劉天琪.電力系統(tǒng)分析的

96、計算機算法.北京：中國電力出版社,2009年。</p><p>　　[7] 韓禎祥．電力系統(tǒng)穩(wěn)定．北京：中國電力出版社，1995年。</p><p>　　[8] 孫華東，湯涌，馬世英。電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義與分類述評.北京：中國電力出版社，2006年。</p><p>　　[9] 李光琦．電力系統(tǒng)暫態(tài)分析．北京：中國電力出版社，2007年</p>&

97、lt;p>　　[10] 夏道止.電力系統(tǒng)分析. 北京：中國電力出版社，2004年1月</p><p>　　[11] 韋鋼．電力系統(tǒng)分析要點與習(xí)題．北京：中國電力出版社，2008年</p><p>　　[12] Steinmetz C P. Power control and stability of electric generating stations[J]. Copyrigh