【正文】 當(dāng)我在查閱資料上遇到困難時，同組的同學(xué)也熱心幫助我。公式推導(dǎo)，編寫論文，張嫣老師不停的給我糾正錯誤。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)會用BPA軟件計算一些簡單的潮流計算，推導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)的七種模型，了解BPA軟件進(jìn)行故障的設(shè)置于分析，學(xué)會看懂仿真軟件部分穩(wěn)定與不穩(wěn)定輸出的圖像。極限切除時間就在7周波和8周波之間。運算后如圖39圖39 兩相短路故障時間設(shè)置15周波時發(fā)電機(jī)功角圖從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)角度經(jīng)過一段時間的震蕩后又恢復(fù)到某一定值，繼續(xù)改變故障的時間，當(dāng)故障時間設(shè)置到16周波時，運行程序如圖310所示。我設(shè)定的是單相短路故障。這當(dāng)中也存在另外一種情況，就是繼電保護(hù)裝置延時動作，隨著時間的推移，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速已經(jīng)非常之大，當(dāng)運行點到達(dá)f點時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速還是超過同步轉(zhuǎn)速，過了f點后原動機(jī)的機(jī)械的功率將永遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率，功角會不停的增大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失去聯(lián)系。由于發(fā)電機(jī)的電磁功率與功角存在一個正弦的關(guān)系，有圖33和圖34得出，它們的發(fā)電機(jī)的輸出功率短路前后分別為 公式(33)這樣我們可以通過下面的曲線圖35。第28到31填寫變壓器另一側(cè)電壓。第38到40填寫并聯(lián)線路數(shù)目號。第21~30填寫有功負(fù)荷與無功負(fù)荷?？ㄆ奶砑訄D標(biāo)為：本次設(shè)計主要涉及以下幾種類型的數(shù)據(jù)卡片。系統(tǒng)有16種報告，用戶按照自己所需的可以進(jìn)行選擇自己所需的報告。 (3) 自動電壓仿真控制：同步發(fā)電機(jī)PQ，PV，平衡節(jié)點的電壓控制。BPA長時間廣泛應(yīng)用于在我國電力系統(tǒng)的各個部門。要求對發(fā)電機(jī)的模型進(jìn)行分析和推導(dǎo)，更深入的理解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外系統(tǒng)很大的情況下，并且對數(shù)據(jù)的精度要求不是很苛刻的條件下，也是優(yōu)先采用二階模型，因為高階模型雖然得到的精度相對較高但是輔助的人力物力更多更大，所以優(yōu)先選擇二階模型。（1）忽略定子d、q軸暫態(tài)，即定子電壓方程中、均為零；（2）在定子電壓方程中，在速度變化不大的過渡過程中，誤差很?。唬?）忽略D、Q繞組，其作用可在轉(zhuǎn)子運動方程中補(bǔ)入阻尼項近似考慮。就是在五階方程的基礎(chǔ)上再加一階，就構(gòu)成了六階模型。同步電機(jī)的實際模型最重要的是簡化假定是忽略定子繞組暫態(tài)。部分的發(fā)電機(jī)組的功角失穩(wěn)的同時，也導(dǎo)致其他機(jī)組的轉(zhuǎn)子失去同步造成系統(tǒng)穩(wěn)定運行的破壞。電力系統(tǒng)的功角能否穩(wěn)定的最根本原因是發(fā)電機(jī)這一部分引起的。確定和系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時所對應(yīng)的李雅普諾夫函數(shù)值；這樣就可以比較擾動結(jié)束時的李雅普諾夫函數(shù)值。另一個方法是直接法。伴隨著生產(chǎn)生活的進(jìn)步，目前我國的負(fù)荷急速上升同時，如何保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究極其必要的，只有保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定才能達(dá)到人們生產(chǎn)生活的要求。另一個重大的問題是——電力市場。在我們研究范圍內(nèi)電力系統(tǒng)正常運行時遇到某些小干擾后，整個電力系統(tǒng)不發(fā)生非周期失步，通過一段時間后系統(tǒng)能自動恢復(fù)到初始正常運行狀態(tài)的能力。因此保障供電系統(tǒng)功角穩(wěn)定能使電力系統(tǒng)安全可靠為用戶提供優(yōu)質(zhì)的能源。因此電力行業(yè)在社會發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步中發(fā)揮著舉足輕重的作用。維持整個電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定能為系統(tǒng)帶來如下好處：一方面穩(wěn)定的系統(tǒng)能帶來穩(wěn)定的電壓，并且提高電能質(zhì)量的同時，還能避免引起短路導(dǎo)致的大電流和低電壓的狀況，從而降低供電系統(tǒng)的危險性；從另一個方面分析，倘若電力系統(tǒng)的功角失穩(wěn)，可能會發(fā)生部分電網(wǎng)保護(hù)發(fā)生故障或者誤操作，最終引起重大的電力事故。論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解福州大學(xué)至誠學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。例如大面積停電，電網(wǎng)瓦解，嚴(yán)重的影響用戶生產(chǎn)生活與工業(yè)產(chǎn)出。從反方面而言，失去電力工業(yè)的支持和應(yīng)用，那么就一定不會出現(xiàn)現(xiàn)階段如此飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)。保障電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性同時能夠減少電力系統(tǒng)運行成本。，它們的不同點是電力系統(tǒng)遇到大干擾，系統(tǒng)是能恢復(fù)到初始正常狀態(tài)或者還能夠達(dá)到新的穩(wěn)定的運行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)的功角與電力市場有著潛移默化的關(guān)系。隨著近幾年的電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和人們不斷的革新，域仿真法從理論上已經(jīng)是非常成熟，為了更進(jìn)一步它完善方法，世界各國主要目標(biāo)是建立更加完善準(zhǔn)確的發(fā)電機(jī)高階模型和負(fù)荷模型；當(dāng)然選擇更精確有效率的數(shù)值積分方法并且盡可能節(jié)省機(jī)時與內(nèi)存，從而加快計算速度，使它更具效率，也是另一個突破方向。由于時域仿真法的計算量很復(fù)雜，需要的計算的參數(shù)比較多。將利亞若夫的值和臨界值的大小做為判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。也就是說電力系統(tǒng)功角從穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定的根本原因是發(fā)電機(jī)的輸入和輸出功率不平衡造成的。電力系統(tǒng)長時間功角不穩(wěn)定會導(dǎo)致電網(wǎng)保護(hù)發(fā)生誤動作，嚴(yán)重時會發(fā)生電力事故，大面積停電，導(dǎo)致系統(tǒng)解列嚴(yán)重的影響用戶生產(chǎn)生活，更嚴(yán)重的造成運行人員傷亡。從而令定子電壓微分方程中的，這樣就把它化為代數(shù)方程。首先我們要先假設(shè)DQ繞組的時間常數(shù)比fg繞組的時間常數(shù)小，這樣我們就可以認(rèn)為超瞬變過程是有DQ繞組決定，fg繞組決定瞬變過程。導(dǎo)出思路如下：（1）派克方程中忽略D、Q繞組，方程數(shù)變?yōu)?個，變量數(shù)變?yōu)?2個（、），假設(shè)和為已知量（勵磁繞組和原動機(jī)輸入），變量減為10個。當(dāng)要求勵磁系統(tǒng)動態(tài)時，可采用三階或五階，弱對實心轉(zhuǎn)子要及其q軸轉(zhuǎn)子的g繞組，則要才用四階或者六階。第3章 BPA的介紹和穩(wěn)定性分析 BPA概述 BPA的介紹首先BPA軟件是由美國研發(fā)，1984 年以來我國電科院過通過對這個版本吸收和創(chuàng)新，順利的誕生中國版的BPA程序。軟件計算范圍大、速度快、穩(wěn)定性高、仿真功能功能強(qiáng)等優(yōu)點。不僅能控制PQ、PV 和緩沖節(jié)點，它還具備同步發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)距離遙控高壓母線。(9) 系統(tǒng)負(fù)荷靜特性模型：用戶可以建立一個關(guān)于自選功率、電流和阻抗模型，更方便應(yīng)用軟件的模擬出電壓功能，分析他們對負(fù)荷的影響和作用。第一個是節(jié)點數(shù)據(jù)卡。第31~38分別填寫并聯(lián)有功負(fù)荷和并聯(lián)無功負(fù)荷。第39~50填寫線路的阻抗標(biāo)幺值。第45到50列填寫漏抗標(biāo)幺值。圖35功率曲線圖由發(fā)電機(jī)的電磁功率和功角的關(guān)系我們可以得出曲線圖，故障前的曲線為1，故障后為3，保護(hù)裝置作用后為2。這就本論文研究的暫態(tài)穩(wěn)定。并且定義故障時間為17周波時候。圖310 兩相短路故障時間設(shè)置16周波時發(fā)電機(jī)角度圖由圖像可以得出，單相短路在故障時間為15周波的時候發(fā)電機(jī)功角能經(jīng)過一定時間的震蕩能夠恢復(fù)到穩(wěn)定，但是在故障時間為16周波的時候功角不停的增大，能不能保持穩(wěn)定的角度，這樣可以得到極限切除時間為16周波。結(jié)論本次設(shè)計認(rèn)真的分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的了解電力系統(tǒng)穩(wěn)定性中的功角穩(wěn)定。利用BPA仿真軟件計算出極限切除時間。期間每次想放棄的時候，都是張嫣老師給我鼓勵給我希望。經(jīng)過老師深入淺出的課程設(shè)計講解，以及細(xì)微之處的獨到見解，使我對這次畢業(yè)設(shè)計有了一定的了解。專業(yè)基礎(chǔ)知識的薄弱讓我這次畢業(yè)設(shè)計困難重重。經(jīng)過選題，開題報告，文獻(xiàn)綜述，軟件仿真。本次設(shè)計讓我學(xué)會了很多東西。從而驗證以上對81例子的分析故障越早被切除功角更不容易失去穩(wěn)定，從另一方面也體現(xiàn)了等面積法則。并且定義故障時間為15周波時候。點擊圖標(biāo)： ()形成下圖。如果這時候繼電保護(hù)動作，故障被切除，假設(shè)是在k點被切除，那么功率特性曲線變?yōu)镮I，這是轉(zhuǎn)子由于慣性不會馬上變化，由曲線可以知道，這時候發(fā)電機(jī)的輸出功率大于原動機(jī)的機(jī)械功率，轉(zhuǎn)子速度開始減慢，但是我們知道轉(zhuǎn)子此時的轉(zhuǎn)速必然比同步轉(zhuǎn)速快，還得繼續(xù)增大，此時運行點d向e運行，假設(shè)這是轉(zhuǎn)子速度降到同步轉(zhuǎn)速，停止增大，但是還是不滿足發(fā)電機(jī)的平衡條件，運行點由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低開始回頭，由運行點e向b點靠近，當(dāng)超過b點時，轉(zhuǎn)子有開始加速，如果不存在線路損耗，那么久會這么一直循環(huán)下去，但是實際的工程問題損耗必然存在，最后會停留在一個新的運行點上。圖33短路前系統(tǒng)圖圖34短路后系統(tǒng)圖網(wǎng)絡(luò)未發(fā)生故障正常運行時電勢E與無限大系統(tǒng)之間的電抗為 公式(31)由短路后的系統(tǒng)圖34，短時增加一個附電抗，電勢E與無窮大的阻抗為 公式(32)通過上式分析的出短路后電抗總是比系統(tǒng)正常運行的時候小，還有另外一種情況是如果發(fā)生的是三相短路，那么為零，這是發(fā)電機(jī)就無法與系統(tǒng)無法聯(lián)系，我們可以認(rèn)為發(fā)電機(jī)沒有輸出功率。第20到27列填寫變壓器一側(cè)名稱。第20~31填寫它所接的另一節(jié)點名稱和基準(zhǔn)電壓。第7~18列填寫節(jié)點的名稱和基準(zhǔn)電壓，第19到20列填寫分區(qū)名。輸入部分可以分為程序控制語句，和節(jié)點數(shù)據(jù)和支路數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)卡片是核心，根據(jù)不同的節(jié)點分類有不同的節(jié)點卡片。(8) 多形式系統(tǒng)參數(shù)分析報告：，應(yīng)用控制語句填寫full，這樣可以在程序運行后的到多種類型的報告。自動發(fā)電控制功能也稱AGC[12]。其中BPA潮流計算程序是軟件的核心、有單線圖格式潮流圖程序、地理接程序及穩(wěn)定曲線作圖工具為輔助工具，更加讓系統(tǒng)更加形象化，為用戶帶來很大的便利。本次畢業(yè)設(shè)計的涉及主要內(nèi)容是電力系統(tǒng)功角穩(wěn)分析和影響。但是參數(shù)不可靠的情況下，采用二階模型可以可到更可靠的結(jié)果。三階實用模型導(dǎo)出思路： 忽略定子繞組暫態(tài)和阻尼繞組作用，計及勵磁繞組暫態(tài)和轉(zhuǎn)子動態(tài)[2]。當(dāng)需要考慮轉(zhuǎn)子超瞬變過程時，并且考慮發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的q軸g繞組。對于不同的實際問題及分析工具，電機(jī)模型當(dāng)然也做了不同的的簡化，因此同步電機(jī)實際的模型也有不同形勢。電力系統(tǒng)正常運行的一個首要前提是每臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度保持一致，這樣的同步轉(zhuǎn)速也就是論文所探討的發(fā)電機(jī)功角恒定使得系統(tǒng)不會發(fā)生震蕩，保持正常運行。第2章 同步發(fā)電機(jī)模型 同步發(fā)電機(jī)關(guān)于電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定現(xiàn)象與機(jī)理功角穩(wěn)定性問題在部分教材上也被稱為發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性問題。它先構(gòu)造一個李雅普諾夫函數(shù)，這個函數(shù)必須符合系統(tǒng)穩(wěn)定。這個方法得到廣泛的利用。這樣就出現(xiàn)了穩(wěn)定性的問題。通過近年來人們研究，各大國總結(jié)出不少寶貴的經(jīng)驗。 電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定包括三個方面的穩(wěn)定：。學(xué)習(xí)和查閱相關(guān)電氣工程及其自動化的專業(yè)的書籍，我總結(jié)出功角和電壓一樣扮演著電力系統(tǒng)穩(wěn)定的重要角色，具體的說是保障電力電力系統(tǒng)穩(wěn)定是否穩(wěn)定運行必不可少因素。由于我們處于電氣時代，現(xiàn)階段基本可以認(rèn)為，電能已經(jīng)是人類賴以生存和發(fā)展的基本能源保障。因此研究分析電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性是分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性當(dāng)中一個不可或缺的環(huán)節(jié)。特此聲明。論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析摘要隨著電力應(yīng)用在世界各國的競爭日益加劇，在電力市場條件下供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性問題日益凸現(xiàn)顯。本論文結(jié)合專業(yè)理論知識，利用電力系統(tǒng)仿真軟件BPA軟件為輔助工具，通過輸出報告分析來電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了保持著飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，必須保證穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，并且有它提供優(yōu)質(zhì)的電能。這符合現(xiàn)階段國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。兩者無論哪一方出現(xiàn)了問題都將相互影響。 分析方法《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》中對功角穩(wěn)定的分析方法主要以數(shù)值積分為基礎(chǔ)的時域仿真法和以能量函數(shù)為基礎(chǔ)的直接法。時域仿真法只能根據(jù)功角來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，不能得出穩(wěn)定裕度，因此不能滿足部分要求。近幾年通過不斷的革新，能量函數(shù)的直接法得到的飛速發(fā)展，世界各國已經(jīng)順利的制作出許多性能良好的軟件，但目前直接法在電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算中仍然無法取代時域仿真法的現(xiàn)實。在系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行時進(jìn)一步的解釋就是在正常運行的穩(wěn)態(tài)情況下，之所以能讓所有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子速度保持恒定，是因為系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和原動機(jī)輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩平衡原因。因此本論文研究發(fā)電機(jī)功角，根據(jù)電力系統(tǒng)仿真軟件計算出穩(wěn)定與不穩(wěn)定的極限切除時間。這里其中有個條件就是在電力網(wǎng)絡(luò)和同步電機(jī)接口時。瞬變過程的同步發(fā)電機(jī)磁鏈方程可以寫為下形式。方程數(shù)為6（、）+2（、）+2（dq軸網(wǎng)絡(luò)方程）10個，可以求解[6]?？偨Y(jié)所有的方程起源點都是從派克方程出發(fā)，首先導(dǎo)出了abc相坐標(biāo)系下的同步電機(jī)有名值方程，接著利用派克方程將abc坐標(biāo)系下的方程轉(zhuǎn)化為dq0坐標(biāo)系下的同步電機(jī)又名值方程。BPA能夠兼容Windows 9x/NT/2000 平臺。因此BPA成為我國電力系統(tǒng)分析計算中主要軟件之一。(4) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值：軟件根據(jù)REI的方法，能夠?qū)τ脩羲x的地方實行靜態(tài)等值，這樣可以保障等值網(wǎng)絡(luò)潮流計算結(jié)果與原始網(wǎng)的潮流結(jié)果大致一樣。(10) 檢查錯誤功能：和大多數(shù)程序編輯軟件一