【正文】 樣，當你編輯程序時，運行后，如果程序中有問題，在輸出的報表會提示你哪里出現(xiàn)了問題。由于節(jié)點的類型分為三類，平衡節(jié)點，PQ，PV節(jié)點。在36的例子中存在5個節(jié)點，節(jié)點1為平衡節(jié)點（使用BS卡），其他的都為PQ節(jié)點（B卡）。第51~62填寫線路對地電抗。第63到67列填寫分接頭1的電壓值。整個電力系統(tǒng)正常運行原動機的機械功率表示為。電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的源頭都是由于過剩轉(zhuǎn)矩這一塊引起的，學者根據(jù)能量守恒，就是過剩轉(zhuǎn)矩對相對功角做的功在理想的環(huán)境下，不及損耗，一定會等于轉(zhuǎn)子前后運動所產(chǎn)生的能量，簡單的表達如下，轉(zhuǎn)子加速階段 公式(34)經(jīng)過積分化為 公式(35)同理轉(zhuǎn)子減速階段 公式(36)經(jīng)過積分變化為 公式(37)由能量守恒得出等面積法則，結(jié)合圖35分析就是有加速面積agkd等于減速面積dehg聯(lián)立上面兩個方程就能求出極限切除角。運算后如圖37圖37 例題81 單項短路 故障時間為17周波發(fā)電機角度圖從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電機角度經(jīng)過一段時間的震蕩后又恢復到某一定值，繼續(xù)改變故障的時間，當故障時間設置到18周波時，運行程序如圖38所示。 三相短路設計三相短路暫態(tài)穩(wěn)定的操如下，程序于附表5。深入了解功角失去穩(wěn)定的原因，過程，產(chǎn)生的結(jié)果。分析幾種故障對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響。雖然最后的結(jié)果沒有讓老師滿意，但是還是努力的完成老師給自己畢設期間的各項任務。同時我也還在其中學到了很多專業(yè)之外的東西，和一些為人處事的道理，學會與人交流。在這里我向張嫣老師說聲謝謝！于此同時，我得感謝在大學四年各位老師和給我指導的同學。本論文全程由張嫣老師細心指導。本次畢業(yè)設計的課題是故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析。運算后如圖311圖311 例題81三相短路故障時間為7周波功角穩(wěn)定圖從圖上我們可以看出功角通過振蕩后又恢復穩(wěn)定，說明系統(tǒng)在繼電保護后能能夠保持功角穩(wěn)定，接下來我們進行將故障時間設為8周波，這時運行如圖38圖312 三相短路故障時間為8周波功角失穩(wěn)圖從圖上我們可以看出故障時間延時一周波后功角失去穩(wěn)定。我們設定的是兩相短路故障。運行流程為以下步驟，第一步根據(jù)書本上提供的數(shù)據(jù)編輯潮流程序，運行如圖36： 圖36 81例題潮流運行部分結(jié)果圖 單相短路設計單相短路暫態(tài)穩(wěn)定的操如下，程序于附表3。這時運行點由a變化到d，隨時間的變化，轉(zhuǎn)子加速，功角變大，運行點由d向k點移動，如果線路不存在繼電保護裝置，那么轉(zhuǎn)子會不斷的加速，直到與系統(tǒng)失去聯(lián)系。圖32電力系統(tǒng)暫態(tài)分析81系統(tǒng)圖為了更方便的進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析，我們將圖32進行化簡，方便對等面積法則的理解，將系統(tǒng)圖分別簡化為為發(fā)生故障時，和發(fā)生故障兩種情況，結(jié)合例子進行分析，分別如圖33，圖34。第15到18填寫基準電壓。第19到20填寫分區(qū)名。B卡如下：B bus_2 1 第1列填寫卡片的類型，基本的的卡片類型主要有節(jié)點卡B,線路數(shù)據(jù)卡L，變壓器卡T。圖31 BPA整體運行流程圖1．第一步進入BSDBPA的界面的圖標是：2． BPA軟件主要的使用可以總結(jié)為兩個部分，輸入部分和輸出部分。(7) 節(jié)點PV、QV和PQ曲線：用戶可以在系統(tǒng)施加電壓、無功或有功擾動后，程序可自動得出模擬一些曲線，它們是關于PV、QV和PQ變化。(2) 仿真聯(lián)絡線各功率控制：BPA軟件應用發(fā)電控制的功能，無需手動控制系統(tǒng)線路功率交并且將它轉(zhuǎn)換用戶所需值。BPA主要有以下三個幾個界面，它們分別是PSAP的界面：,.swi,.pfo等文件進行運行、潮流計算界面：、穩(wěn)定計算界面和數(shù)據(jù)文件編輯器界面：。由于同步電機的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的，我們將它歸為旋轉(zhuǎn)的鐵磁元件，并有多個繞組組成，其動態(tài)過程非常復雜，而它在電力系統(tǒng)中又至關重要，它是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性中不可或缺的一環(huán)。 公式（244）恒定模型忽略暫態(tài)凸極效應，并且讓對上前兩個方程進行合并，就得到以下的二階模型 公式（245）現(xiàn)實中為了充分利用設備的容量，輸送更多的電力，電力系統(tǒng)分析趨于精確及勵磁系統(tǒng)的同臺作用，采用發(fā)電機的三階及更高階的實用模型，這樣可以確保安全經(jīng)濟的運行。方程為：公式（230）四階模型導出思路：首先在三階模型的基礎上引入有所對應的d軸電動勢和d軸瞬變電動勢，利用四階模型和三階模型在d軸上的結(jié)構(gòu)相同，化簡為下列方程 公式（231）消去得到q軸的磁鏈方程 公式（232）對q軸的磁鏈方程兩邊都乘以結(jié)合d軸電動勢得到瞬變電動勢 公式（ 233）有已知q軸次暫態(tài)電動勢結(jié)合公式（234）此時消去將（234）代入（232）中得到 公式（235）對park方程進行改造，先令定子電壓方程中，得出 公式（236）將（232）和（236）進行求解消去其中的這樣我們就能得到四階模型的定子電壓方程 公式（237）又因為轉(zhuǎn)子的電壓方程，和三階模型有點類似，在方程兩端同時乘以結(jié)合（7）化簡為下面方程 公式（238）同理g繞組方程為在方程來那個段同時乘以結(jié)合（238）化簡為 公式（239）對轉(zhuǎn)子運動方程為公式（240）另一轉(zhuǎn)子運動方程不變 公式（241）這樣我們得出的（236）（237）（239）（240）（241）構(gòu)成的方程就所需的同步發(fā)電機的四階模型。 公式（26） 公式（27） 公式（28） 公式（29） 公式（29）（1）定子回路電壓電壓方程可得 公式（210） 公式（211）（2）轉(zhuǎn)子電壓方程有（25），（26）得出 公式（212）（3）D軸阻尼繞組的回路電壓表達式將（27）帶入（28）可得的表達式 公式（213）同樣將（27）、（28）帶入（22）即可得d軸電流和D軸電流的關系式 公式（214）將（213）、（214）經(jīng)過（24）可得出D繞組的電壓方程 公式（215）由于可化簡為 公式（216）（4）Q軸阻尼繞組的電壓方程將（23）的第二式兩邊同時乘以得到 公式（217）由（23）的第一式解出帶入（217）得到 公式（218）將（218）代入（23）得到和的關系 公式（219）同樣將（24）得到Q軸繞組的電壓方程，并令得到 公式（220）（25）轉(zhuǎn)子運動方程 公式（221） 公式（222）這樣有式（210）（211）（212）（216）（220）（221）（222）構(gòu)成的方程組就是發(fā)電機的7階方程了。對于一個擁有數(shù)百臺發(fā)電機的網(wǎng)絡中，外因此我們通過巧妙的簡化和替換，來減少計算帶來的壓力。這就是電力系統(tǒng)暫態(tài)書里關于電力系統(tǒng)各發(fā)電機轉(zhuǎn)子機械運動跟電磁功率變化的機電暫態(tài)過程[3]。利用BPA電力系統(tǒng)仿真軟件進行潮流計算，在其中的得到報告表，分析某些短路類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響。原理是就是利用一個輔助函數(shù)（即李雅普諾夫函數(shù)）的性質(zhì)來判斷系電力統(tǒng)穩(wěn)定與否[2]。時域仿真方法是從穩(wěn)定性的本質(zhì)出發(fā)，由于它計算準確可靠，經(jīng)過多年的見證時域仿真法符合工程實際的需求。在我們國家電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題尤為突出，值得我們指出的是我國家是個重電源建設而輕電網(wǎng)建設的國家，這樣的模式在建國初期能夠滿足國家和人民的要求，但是長期的這樣運行，導致對電力系統(tǒng)的電壓控制較為薄弱。這些問題主要有：長時間不可預測和控制的停電、發(fā)電廠內(nèi)部設備浪費、電歇不穩(wěn)定等等[2]。所以各類學者對電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定的研究是有必要有目的性的研究。因此電壓是衡量電能質(zhì)量的中一個非常重要的因素。電能是社會發(fā)展和科學技術前進中必不可少因素。由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性包括電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定。文中引用他人研究成果的部分已在標注中說明；其他同志對本設計（論文）的啟發(fā)和貢獻均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨立完成。電力系統(tǒng)如果失去穩(wěn)定，那么它所造成的損失是無法用數(shù)字來計算的。應用《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》和《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》中簡單的例題做為例子，由給定的數(shù)據(jù)，然后使用BPA軟件進行續(xù)潮流計算，得出數(shù)學模型后進行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。世界各國對電力系統(tǒng)運行和管理有這樣幾個基本要求。隨著發(fā)電機逐漸形成一個龐大的網(wǎng)絡，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性也成為是一個越來越復雜的問題，因此對它的研究已經(jīng)成為世界各國電力工作者和教學科研工作者等面對重要問題。不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步[1]。為了解決這個問題，在未來可能要對過去經(jīng)營進行改革和創(chuàng)新。 本書對于功角穩(wěn)定的分析主要有以下這些方法。 更重要的是它輸出信息利用率很低。本文主要應用時域仿真發(fā)進行分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的例子。當然可能因為某些原因例如短路，斷線等大擾動使整個電力系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生了比較大的變動，接著整個系統(tǒng)的潮流與系統(tǒng)各發(fā)電機之間的輸出功率發(fā)生了巨大的變化，最終結(jié)果導致破壞了原動機和發(fā)電機的功率平衡，也就是說，在分析81的例子中，系統(tǒng)突然發(fā)生短路，原動機的機械功率不變，但是輸出功率嚴重降低，因此發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩，這個過剩的轉(zhuǎn)矩導致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化。由于電力系統(tǒng)是一個龐大的網(wǎng)絡，它不是有簡單的一臺發(fā)電機構(gòu)而是由數(shù)百臺發(fā)電機組成的一個復雜網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡還包括加勵磁系統(tǒng)，調(diào)速器和原動機等等，這些參數(shù)將會出現(xiàn)多維的復雜綜合問題，給計算帶來很大的不便。只讓基波正序電量進入發(fā)電機定子繞組，以便使定子電壓方程代數(shù)化[6]。 公式（222）將上面兩個方程消去得 公式（223）進行化簡（224）根據(jù)可得到以下方程 公式（225）通過上面我們知道DQ繞組決定超瞬變過程，所以繞組D的電壓方程可以得出 公式（226）這樣我們根據(jù)同樣的的計算方法介個gQ繞組的電壓方程得出 公式（227） 公式（228）轉(zhuǎn)子運動方程同模型一 公式（229）五階模型導出思路：方程數(shù)為10個，7個狀態(tài)量（d、q、f、D、Q、），忽略定子暫態(tài)，、均為0，降為5階，變量數(shù)變?yōu)?6個（、），假設和為已知量（勵磁繞組和原動機輸入），變量減為14個，通過方程數(shù)為10（、）+2（、）+2（dq軸網(wǎng)絡方程）=14個，可以求解。在忽略阻尼繞組的情況下，進行同步發(fā)電機的park變化，具體的就是將經(jīng)過park變化后的磁鏈方程（21）和經(jīng)過park變化后的電壓方程可用（24）變?yōu)? 公式（242）計算后保留定子側(cè)的變量、轉(zhuǎn)子變量、用、代替，然后用3個磁鏈方程消去、。根據(jù)方程，并給次相應的d軸、q軸等值電路。目前主要以微機為主，它包括潮流程序、暫態(tài)穩(wěn)定程序、人機界面及圖形輔助計算分析程序等軟件。 BPA的功能(1) 基本功能：潮流計算，也可進行包括雙端和多端直流系統(tǒng)的交直流混合潮流計算。(5) 電力系統(tǒng)事故的影響分析：軟件能夠模擬電力系統(tǒng)中各個元件發(fā)生故障以后的狀態(tài)記錄他們的參數(shù)，用戶根據(jù)軟件提供的N1斷線法迅速找出系統(tǒng)的脆弱環(huán)節(jié)，根據(jù)系統(tǒng)的各個參數(shù)，制定補償和解決方案。例如卡片不能識別，線路不存在等等。節(jié)點卡片為B卡。