【正文】 當(dāng)我在查閱資料上遇到困難時(shí)，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(cuò)誤。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)用BPA軟件計(jì)算一些簡(jiǎn)單的潮流計(jì)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(huì)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(shí)間就在7周波和8周波之間。運(yùn)算后如圖39圖39 兩相短路故障時(shí)間設(shè)置15周波時(shí)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(shí)間的震蕩后又恢復(fù)到某一定值，繼續(xù)改變故障的時(shí)間，當(dāng)故障時(shí)間設(shè)置到16周波時(shí)，運(yùn)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(shí)動(dòng)作，隨著時(shí)間的推移，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速已經(jīng)非常之大，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)f點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速還是超過同步轉(zhuǎn)速，過了f點(diǎn)后原動(dòng)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(huì)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(gè)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(hào)。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(jì)主要涉及以下幾種類型的數(shù)據(jù)卡片。系統(tǒng)有16種報(bào)告，用戶按照自己所需的可以進(jìn)行選擇自己所需的報(bào)告。 (3) 自動(dòng)電壓仿真控制：同步發(fā)電機(jī)PQ，PV，平衡節(jié)點(diǎn)的電壓控制。BPA長(zhǎng)時(shí)間廣泛應(yīng)用于在我國電力系統(tǒng)的各個(gè)部門。要求對(duì)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(duì)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?yàn)楦唠A模型雖然得到的精度相對(duì)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(yùn)動(dòng)方程中補(bǔ)入阻尼項(xiàng)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(shí)際模型最重要的是簡(jiǎn)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(shí)，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(yùn)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(shí)所對(duì)應(yīng)的李雅普諾夫函數(shù)值；這樣就可以比較擾動(dòng)結(jié)束時(shí)的李雅普諾夫函數(shù)值。另一個(gè)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(shí)，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(gè)重大的問題是——電力市場(chǎng)。在我們研究范圍內(nèi)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)遇到某些小干擾后，整個(gè)電力系統(tǒng)不發(fā)生非周期失步，通過一段時(shí)間后系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到初始正常運(yùn)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(huì)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(gè)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(shí)，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(xiǎn)性；從另一個(gè)方面分析，倘若電力系統(tǒng)的功角失穩(wěn)，可能會(huì)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(huì)出現(xiàn)現(xiàn)階段如此飛速發(fā)展的社會(huì)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(shí)能夠減少電力系統(tǒng)運(yùn)行成本。，它們的不同點(diǎn)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(yùn)行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)的功角與電力市場(chǎng)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(shí)與內(nèi)存，從而加快計(jì)算速度，使它更具效率，也是另一個(gè)突破方向。由于時(shí)域仿真法的計(jì)算量很復(fù)雜，需要的計(jì)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(zhǎng)時(shí)間功角不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(yùn)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(shí)間常數(shù)比fg繞組的時(shí)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(gè)，變量數(shù)變?yōu)?2個(gè)（、），假設(shè)和為已知量（勵(lì)磁繞組和原動(dòng)機(jī)輸入），變量減為10個(gè)。當(dāng)要求勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)時(shí)，可采用三階或五階，弱對(duì)實(shí)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(duì)這個(gè)版本吸收和創(chuàng)新，順利的誕生中國版的BPA程序。軟件計(jì)算范圍大、速度快、穩(wěn)定性高、仿真功能功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。不僅能控制PQ、PV 和緩沖節(jié)點(diǎn)，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(gè)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(duì)負(fù)荷的影響和作用。第一個(gè)是節(jié)點(diǎn)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(shí)間為17周波時(shí)候。圖310 兩相短路故障時(shí)間設(shè)置16周波時(shí)發(fā)電機(jī)角度圖由圖像可以得出，單相短路在故障時(shí)間為15周波的時(shí)候發(fā)電機(jī)功角能經(jīng)過一定時(shí)間的震蕩能夠恢復(fù)到穩(wěn)定，但是在故障時(shí)間為16周波的時(shí)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(shí)間為16周波。結(jié)論本次設(shè)計(jì)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(jì)算出極限切除時(shí)間。期間每次想放棄的時(shí)候，都是張嫣老師給我鼓勵(lì)給我希望。經(jīng)過老師深入淺出的課程設(shè)計(jì)講解，以及細(xì)微之處的獨(dú)到見解，使我對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)有了一定的了解。專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的薄弱讓我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)困難重重。經(jīng)過選題，開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述，軟件仿真。本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多東西。從而驗(yàn)證以上對(duì)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(shí)間為15周波時(shí)候。點(diǎn)擊圖標(biāo)： ()形成下圖。如果這時(shí)候繼電保護(hù)動(dòng)作，故障被切除，假設(shè)是在k點(diǎn)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(huì)馬上變化，由曲線可以知道，這時(shí)候發(fā)電機(jī)的輸出功率大于原動(dòng)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(shí)的轉(zhuǎn)速必然比同步轉(zhuǎn)速快，還得繼續(xù)增大，此時(shí)運(yùn)行點(diǎn)d向e運(yùn)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(yùn)行點(diǎn)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低開始回頭，由運(yùn)行點(diǎn)e向b點(diǎn)靠近，當(dāng)超過b點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子有開始加速，如果不存在線路損耗，那么久會(huì)這么一直循環(huán)下去，但是實(shí)際的工程問題損耗必然存在，最后會(huì)停留在一個(gè)新的運(yùn)行點(diǎn)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(yùn)行時(shí)電勢(shì)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(shí)增加一個(gè)附電抗，電勢(shì)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(yùn)行的時(shí)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(diǎn)名稱和基準(zhǔn)電壓。第7~18列填寫節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)分類有不同的節(jié)點(diǎn)卡片。(8) 多形式系統(tǒng)參數(shù)分析報(bào)告：，應(yīng)用控制語句填寫full，這樣可以在程序運(yùn)行后的到多種類型的報(bào)告。自動(dòng)發(fā)電控制功能也稱AGC[12]。其中BPA潮流計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)及勵(lì)磁繞組暫態(tài)和轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)[2]。當(dāng)需要考慮轉(zhuǎn)子超瞬變過程時(shí)，并且考慮發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的q軸g繞組。對(duì)于不同的實(shí)際問題及分析工具，電機(jī)模型當(dāng)然也做了不同的的簡(jiǎn)化，因此同步電機(jī)實(shí)際的模型也有不同形勢(shì)。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)首要前提是每臺(tái)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(huì)發(fā)生震蕩，保持正常運(yùn)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(gè)李雅普諾夫函數(shù)，這個(gè)函數(shù)必須符合系統(tǒng)穩(wěn)定。這個(gè)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(yàn)。 電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定包括三個(gè)方面的穩(wěn)定：。學(xué)習(xí)和查閱相關(guān)電氣工程及其自動(dòng)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(yùn)行必不可少因素。由于我們處于電氣時(shí)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(gè)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)日益加劇，在電力市場(chǎng)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(shí)，利用電力系統(tǒng)仿真軟件BPA軟件為輔助工具，通過輸出報(bào)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(huì)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(duì)功角穩(wěn)定的分析方法主要以數(shù)值積分為基礎(chǔ)的時(shí)域仿真法和以能量函數(shù)為基礎(chǔ)的直接法。時(shí)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(jì)算中仍然無法取代時(shí)域仿真法的現(xiàn)實(shí)。在系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)一步的解釋就是在正常運(yùn)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?yàn)橄到y(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和原動(dòng)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(jì)算出穩(wěn)定與不穩(wěn)定的極限切除時(shí)間。這里其中有個(gè)條件就是在電力網(wǎng)絡(luò)和同步電機(jī)接口時(shí)。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(gè)，可以求解[6]?？偨Y(jié)所有的方程起源點(diǎn)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(tái)。因此BPA成為我國電力系統(tǒng)分析計(jì)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(shí)行靜態(tài)等值，這樣可以保障等值網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算結(jié)果與原始網(wǎng)的潮流結(jié)果大致一樣。(10) 檢查錯(cuò)誤功能：和大多數(shù)程序編輯軟件一