【正文】 然而速度的變化又會引起加速功率的變化，所以說如果控制了加速功率就控制了功角。 ② 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的投入與提出 ，均不影響發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)電壓水平。 PSS 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 輔助的網(wǎng)絡(luò)信號經(jīng)過 PSS 處理后送到電壓調(diào)節(jié)器的相加點(diǎn)，電壓調(diào)節(jié)器和發(fā)電機(jī)的勵磁繞組具有相位滯后。 1T 、 2T ：超前網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)， 12TT? 0T 是復(fù)位時間常數(shù) 0K ：放大倍數(shù) 計算 PSS 實(shí)際上就是要求出 0K 、 1T 、 2T 以及 n 。用 介紹的方法可以方便的求解出 1T 、 2T 以及 n ，但是 0K 求不出來。超前網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)膫鬟f函數(shù)： 39?？梢郧蟪?RmT? ? 的傳遞函數(shù)： ? ?? ?? ?? ?39。在下一章中，我們主要 一些參數(shù)的計算，并介紹遺傳算法的相關(guān)計算。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB成為一個強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。39。3039。 | 87 9EsPP?????? 固有振蕩頻率 0 . 9 8 7 9 3 1 4 . 1 6 7 . 6 7 2 55 . 2 7 2 2sRosc JP r a d sT?? ?? ? ? 639?？梢灾苯诱{(diào)用 ,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。 MATLAB 的概述 MATLAB 是目前世界上最流行的、應(yīng)用最為廣泛的工程計算和仿真軟件，它有效地將計算、可視化和編程集中一個易于開發(fā)的環(huán)境。n 。nu *nu? ? ??? 圖 42 超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)方框圖 寫出上圖的狀態(tài)方程 為： 51 1661 gTu u u TT? ????? ? ????????? (45) 552 1 2 666(1 ) gTTu u u u T? ????? ? ? ????????? (46) 5 5 53 2 1 3 66 6 61 gT T Tu u u u u TT T T? ????? ? ? ???? ? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ????? (47) * 5 5 53 3 2 16 6 6 gT T Tu u u u uT T T????? ? ? ????????? (48) gRu ???? (49) 其中 5T 、 6T 是超前網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù) 39。這種方法將會在下一章介紹。 在系統(tǒng)的階數(shù)比較高的情況下，很難運(yùn)用系統(tǒng)的解析式求出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的所有的零點(diǎn)和極點(diǎn)。 PSS 網(wǎng)絡(luò)具有一個復(fù)位相，用來消除時滯 T0 以后的補(bǔ)償效應(yīng)。 ④ 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸出的噪音電平應(yīng)盡可能的低。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計原理 由于使用 的信號不同和 元件的不同，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 （ PSS） 可以有各種不同的電路。用于提高電力系統(tǒng)阻尼、解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 這樣就給我們有所啟示 ，在后 面的研究 中我們運(yùn)用 的是當(dāng) , 100eeT s K??時分析有 PSS 的情況下系統(tǒng)的狀態(tài)，而用其他的方法來提高后面 的搖擺阻尼。 當(dāng) ? 時， 25eK? 的系統(tǒng)的阻尼最大。中， 0 , 10 , 20 , 25 , 30 , 50 , 10 0 , 20 0eK ? 。39。0qT ： q 軸暫態(tài)開路時間常數(shù) D ：阻尼系數(shù) 調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng) 的非線性模型 調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用一階滯后環(huán)節(jié)表示： ? ?FD e R T F D eE K V V E T? ? ? ????? (35) 444444FDFD FD FDFDC E CE E C E CC E C???? ? ? ???? ??? (36) 其中 eK ：放大倍數(shù) eT ： 時間常數(shù) RV ： 端電壓的整定值 4C ： FDE 的頂值倍數(shù) 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 汽輪機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 非線性 模型 ? ?*131gsM k u M T? ?? (37) ? ?2 1 0 2 chM M M M T? ? ? ? (38) ? ?39。 39。 39。 39。 系統(tǒng)各個 部分的 非線性 模型 計算大擾動時系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，我們一般用的是 系統(tǒng)的非線性模型。 39。39。 39。 39。39。36 5 5111111111d d dqJ J J J qBgssc h c hr h r hFDee e eKK T T TKKET T T T EkTT MMMMTTMTTEK K K KT T T??? ?? ?????????????????????????????????????????????? ??????????? ???????????????????? ? ???23000000ReFDeVMKET????????????????????????????????????????????????????? (230) 負(fù)荷方程 同步發(fā)電機(jī)經(jīng)過升壓變壓器和雙回路線路的示意圖如下所示 213 圖 26 無限大系統(tǒng)圖 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS 的設(shè)計與仿真 14 線路正常運(yùn)行 線路正常運(yùn)行時，可以用一個阻抗 eZ 來表示。3 0 0 039。32mT M M??? (227) *3 Ru ???? (228) 調(diào)速器輸出信號的限幅環(huán)節(jié)可以表示如下： 2 0 1 0 21 1 1 1 0 21 0 0 1 1C M M M CM M C M M CC M M M C? ? ???? ? ? ???? ? ?? (229) 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 其中 gk ：調(diào)速器放大 倍數(shù) sT ：調(diào)速器時間常數(shù) chT ：汽容時間常數(shù) rhT ：中間再熱時間常數(shù) 39。因此 ,調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的線性化模型為： ? ?39。qE ） 恒定的數(shù)學(xué)模型 ，但是這種數(shù)學(xué)模型有很多缺點(diǎn)，它不能夠精確的反應(yīng)出每一種勵磁系統(tǒng)的運(yùn)行過程 。0dT ：直軸暫態(tài)開路時間常數(shù) JT ：汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的慣性時間常數(shù) 39。39。000| c o s si nc o s si nqqI d qTe q eEETI q dd e eTK V x VVK R x xVK V x V x x RV? ? ? ??? ? ? ????????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ??? (217) ? ?00 39。4 0 0 031 | s i n c o sFDq E I d d q e eEK V K x x x x RK ? ? ? ?? ???? ??? ? ? ? ? ? ??? (216) ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?39。0 0 0s i n c o s ( )|( ) s i n c o sqqq a e d eeIEEq q d e q eE R x xTK K VI x x x x R? ? ? ?? ? ? ? ?????????? ? ? ??????? ????? ? ? ? ? ????? (213) ? ?? ?0222 0 039。21 1qmJ J JKKETT T T???? ? ?? ? ? ?? (211) B???? ??? (212) 其中 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?39。 439。并且以為這 P 變換是功率不變的變換。 0dq abci Pi? (21) 上述的式子中電流向量定義為 00dq dqiiii??????????? (22) aabc bciiii??????????? (23) 并且帕克變換 P 定義為 1 1 12 2 22 2 2c os c os c os3 3 322si n si n si n33P??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? (24) 主磁場繞組的磁鏈?zhǔn)茄刂D(zhuǎn)子 d 軸的方向。這些新的量是由實(shí)際變量向三個軸投影得到的；一個軸是沿轉(zhuǎn)自磁場繞組的直軸方向，稱為直軸；第二個軸是沿轉(zhuǎn)子磁場繞組的橫軸方向，稱為交軸；第三個在靜止軸上。 電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型大致可分為下列的幾個：同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、勵磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、汽輪機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 2 無限大系統(tǒng)的數(shù)學(xué) 模型 電力系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的整體，它是由很多個數(shù)學(xué)模型而組成，各個數(shù)學(xué)模型對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。 1. 在查閱了大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和磁鏈方程。不過隨著電力系統(tǒng)中快速保護(hù)的應(yīng)用，故障切除時間的縮短，且自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)可以通過變壓器靈活地選擇強(qiáng)勵倍數(shù)，可以較好地滿足電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的要求。 它勵可控硅勵磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)是由于交流勵磁機(jī)是非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，難以標(biāo)準(zhǔn)化，即使是同容量的發(fā)電機(jī) ,尤其是水輪發(fā)電機(jī)，由于水頭、轉(zhuǎn)速的不同，強(qiáng)勵倍數(shù)的不同，交流勵磁機(jī)的容量、尺寸也不同，因此，價格較自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)貴。 它勵可控硅勵磁系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)是在發(fā)電站出口附近發(fā)生短路故障時，強(qiáng)勵能力強(qiáng)，有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，在故障切除時間比較長、系統(tǒng)容量相對小的 50、 60 年代這一優(yōu)點(diǎn)是很突出的。切除故障時，也切除了電阻。在我們實(shí)際的生活中，自動重合閘成功的概率達(dá)到了 90%，所以自動重合閘大大提高了輸電線路的可靠性，同時對提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性也有著相當(dāng)大的作用。而且也可以使負(fù)荷中電機(jī)的端電壓快速回升，減小了電動機(jī)失速和停頓的危險。 同時，改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是有助于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，比如增加輸電線路的回路數(shù)目；也可以將中間電力系統(tǒng)和輸電線路連接起來，同樣對提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定有幫助，相當(dāng)于縮短了“電氣距離”。而且，短路電流還可能呈容性電流。但是 cK的增大還受到了很多條件的限制。 采用自 動調(diào)節(jié)勵磁裝置可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)電機(jī)裝設(shè)先進(jìn)的調(diào)節(jié)器， 就相當(dāng)于縮短了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的電氣距離，從而提高了系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。目前為止，我國在建或已經(jīng)建成的輸電線路有十多個，第一個為舟山實(shí)驗(yàn)性直流輸電工程，葛洲壩 上海為第一個高壓直流輸電工程。 目前我國正處于飛速發(fā)展的時期，對電力的需求程度空前強(qiáng)烈。 （ 3）后期階段：中間階段以后的時間。在分析大擾動后的暫態(tài)過程有下列的三種不同的時間階段分類： （ 1）起始階段：指故障后約 1S 內(nèi)的時間段。相反，如果一個系統(tǒng)在受到大的干擾的情況下不能夠恢復(fù)到以前的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)了諸如電壓、電流、相角不斷振蕩的情況，我們就說系統(tǒng)在這個運(yùn)行狀態(tài)下不能夠保持暫態(tài)穩(wěn) 定。例如：系統(tǒng)中負(fù)荷的小量變化；又如架空輸電線 因風(fēng)吹擺動引起的線間距離（影響線路電抗）的微小變化等等 。反之，若系統(tǒng)不能回到原來的運(yùn)行狀態(tài)或者不能建立一個新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，則說明系統(tǒng)的狀態(tài)變量沒有一個穩(wěn)定值，而是隨著時間不斷增大或者振蕩，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。理論等現(xiàn)代控制技術(shù)在 PSS 的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn) [16]指 出基于單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型的經(jīng)典相位補(bǔ)償法具有較好的魯棒性。在這之后， PSS 在我國的電力系統(tǒng)中越來越多的采用。 我國電力系統(tǒng)