【正文】 電機(jī)、變壓器、雙回路輸電線(xiàn)、廠用電負(fù)荷和無(wú)窮大系統(tǒng)組成。我們這里是運(yùn)用的MATLAB中的遺傳算法來(lái)求出的值。因此，PSS網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)可表示如下：又因?yàn)橄聢D是以速度作為輔助穩(wěn)定信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)圖： PSS網(wǎng)絡(luò)圖以為例子寫(xiě)出PSS的狀態(tài)方程如下：其中、是PSS的狀態(tài)變量。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。4 PSS的設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（pss）就是為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對(duì)于低頻振蕩具有良好的抑制能力,不但可以抑制低頻振蕩,而且可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。其他的如調(diào)解器參數(shù)整定不當(dāng),水系統(tǒng)與機(jī)電調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)配合不當(dāng),并聯(lián)于同一母線(xiàn)上的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)?都可能引起發(fā)電機(jī)的機(jī)電低頻振蕩。 低頻振蕩簡(jiǎn)介發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速，以及相關(guān)電氣量，如線(xiàn)路功率、母線(xiàn)電壓等發(fā)生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，－，故稱(chēng)為低頻振蕩。用于提高電力系統(tǒng)阻尼、解決低頻振蕩問(wèn)題，是提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 （2） 以交軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和直軸暫態(tài)電抗表示發(fā)電機(jī) 暫態(tài)空間矢量圖 在分析暫態(tài)穩(wěn)定或近似地分析某些有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的靜態(tài)穩(wěn)定時(shí)，往往以交軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和直軸暫態(tài)電抗表示發(fā)電機(jī)，這種情況下 （228）將上式代入式（226）中，可得 （229）暫態(tài)磁阻功率的出現(xiàn)帶來(lái)了功角特性計(jì)算的復(fù)雜化，很多情況下采取如下簡(jiǎn)化：以直軸暫態(tài)電抗后的電動(dòng)勢(shì)代替直軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)；以向量與的夾角代替，則。由式（213）、（214）、（217）、（221）、（222）可匯總得坐標(biāo)下電感矩陣為 （223）相應(yīng)的坐標(biāo)下磁鏈方程為 （224）顯然由式（223）可知，軸上的繞組與軸上的繞組間相互是解耦的（互感為零）。（2） 轉(zhuǎn)子繞組的自感與互感。為軸領(lǐng)先于軸的角度。這一項(xiàng)在坐標(biāo)下沒(méi)有，是因?yàn)樵谧鴺?biāo)下觀察繞組，二者間是相對(duì)靜止的。對(duì)式（21）兩邊左乘矩陣 （22） 其中，為派克變換矩陣，為單位陣，為零矩陣，則式（21）可化為即 （23）式中； ，其中可為?？傮w來(lái)說(shuō)，MATLAB是一種數(shù)值型計(jì)算軟件，它集科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖象處理等功能于一體，具有編程效率高、程序設(shè)計(jì)靈活、圖形功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。MATLAB語(yǔ)言以矩陣為基本的數(shù)據(jù)單位，它提供了強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算功能，幾乎所有常用的矩陣運(yùn)算，例如矩陣的加、減、乘、除、轉(zhuǎn)置、求逆、分解、行列式等都有現(xiàn)成的指令。不過(guò)隨著電力系統(tǒng)中快速保護(hù)的應(yīng)用，故障切除時(shí)間的縮短，且自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)可以通過(guò)變壓器靈活地選擇強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，可以較好地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的要求。 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響 它勵(lì)可控硅勵(lì)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(shí)，強(qiáng)勵(lì)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(shí)間比較長(zhǎng)、系統(tǒng)容量相對(duì)小的50、60年代這一優(yōu)點(diǎn)是很突出的。在我們實(shí)際的生活中，自動(dòng)重合閘成功的概率達(dá)到了90%，所以自動(dòng)重合閘大大提高了輸電線(xiàn)路的可靠性，同時(shí)對(duì)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。若發(fā)電機(jī)外部電抗呈容性，電樞反應(yīng)可能起助磁作用，使發(fā)電機(jī)的電流和電壓無(wú)法控制地上升，直至發(fā)電機(jī)磁路飽和為止。一般來(lái)說(shuō)，串聯(lián)電容補(bǔ)償度越大，線(xiàn)路等值電抗越小，對(duì)電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性越有利。以此為起點(diǎn)各國(guó)建設(shè)了多條試驗(yàn)性高壓直流輸電技術(shù)。在此期間發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮了作用。所以說(shuō)如果一個(gè)系統(tǒng)在受到大干擾的情況下還能過(guò)恢復(fù)到以前的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，我們就說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。如果能夠，則認(rèn)為系統(tǒng)在該正常運(yùn)行狀態(tài)下是穩(wěn)定的。許多專(zhuān)家和學(xué)者在PSS的魯棒性方面做了大量的研究，并取得了一些令人滿(mǎn)意方法。②配置PSS。日本為了增加系統(tǒng)阻尼，80年代大部分主力機(jī)組均已安裝PSS，對(duì)于快速勵(lì)磁的中小型機(jī)組，部分采用雙通道調(diào)節(jié)器，即在小干擾時(shí)響應(yīng)速度慢，以減小負(fù)阻尼:大干擾時(shí)響應(yīng)速度快，以提高暫態(tài)性能。原蘇聯(lián)實(shí)際上在50年代就開(kāi)始采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，不過(guò)那時(shí)沒(méi)有PSS的名稱(chēng)，當(dāng)時(shí)采用的附加反饋為發(fā)電機(jī)定子電流及其微分，成為強(qiáng)力式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)落后于電源建設(shè)，現(xiàn)代化大機(jī)組的高放大倍數(shù)快速勵(lì)磁系統(tǒng)采用之后，振蕩現(xiàn)象更加明顯。在我國(guó)2008年初的冰災(zāi)也因大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的停電造成了巨大損失。它抽取與此振蕩有關(guān)的信號(hào)，如發(fā)電機(jī)有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號(hào)加到勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生阻尼低頻振蕩的附加力矩。如果在電力系統(tǒng)中加入PSS后會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高給予了很大的幫助。 學(xué)位論文作者（簽名）： 摘 要隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模日趨增大，電壓等級(jí)進(jìn)一步提高，裝機(jī)容量和用電負(fù)荷不斷增大，同時(shí)，風(fēng)能,太陽(yáng)能等一些新能源發(fā)電所占發(fā)電比重的增大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行變得越來(lái)越突出。并在此基礎(chǔ)上建立單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的MATLAB模型，并將它作為研究對(duì)象，具體分析PSS對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用，然后又分析了系統(tǒng)帶PSS和不帶PSS時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，最后對(duì)兩種情況進(jìn)行了比較，分析了PSS的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的未來(lái)提出了更高的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（pss）就是為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。近20年來(lái)，世界范圍內(nèi)發(fā)生了多起電力系統(tǒng)的大面積的停電事故，造成了災(zāi)難性的后果。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性這項(xiàng)工作必須要落實(shí)到系統(tǒng)的各個(gè)部位。美國(guó)是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的發(fā)源地，在60年代因聯(lián)絡(luò)線(xiàn)低頻振蕩引起線(xiàn)路跳閘而造成系統(tǒng)故障，1969年開(kāi)始在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中增加e。德國(guó)西部電力系統(tǒng)從70年代到80年代末期，系統(tǒng)中最大單機(jī)容量已從300MW增大到火電機(jī)組1000MVA，原子能機(jī)組1700MVA。1975年維多利亞送電至南威爾士及斯諾威的抽水蓄能電站時(shí)，多次發(fā)生低頻功率振蕩，在這之后立即采取措施，投入PSS取得了良好的效果，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累。在這之后，PSS在我國(guó)的電力系統(tǒng)中越來(lái)越多的采用。理論等現(xiàn)代控制技術(shù)在PSS的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如：系統(tǒng)中負(fù)荷的小量變化；又如架空輸電線(xiàn)因風(fēng)吹擺動(dòng)引起的線(xiàn)間距離（影響線(xiàn)路電抗）的微小變化等等。在分析大擾動(dòng)后的暫態(tài)過(guò)程有下列的三種不同的時(shí)間階段分類(lèi)：（1） 起始階段：指故障后約1S內(nèi)的時(shí)間段。 目前我國(guó)正處于飛速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)電力的需求程度空前強(qiáng)烈。采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)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。而且，短路電流還可能呈容性電流。電力系統(tǒng)的故障切除時(shí)間等于繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間加上斷路器的動(dòng)作時(shí)間。運(yùn)用電氣制動(dòng)提高暫態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，制動(dòng)電阻的大小及投切時(shí)間要選擇得恰當(dāng)。另外它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)與自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)相比較，元部件多，又有旋轉(zhuǎn)部件，可靠性相對(duì)較低，運(yùn)行維護(hù)量大?，F(xiàn)代控制理論界的專(zhuān)家們面對(duì)高維數(shù)的控制問(wèn)題，渴求一種比當(dāng)時(shí)流行的高級(jí)語(yǔ)言更具有可讀性的語(yǔ)言，因而MATLAB語(yǔ)言的面世，首先被控制理論界的專(zhuān)家們所關(guān)注。 （3）圖形句柄 圖形句柄是MATLAB的圖形處理系統(tǒng)，其中既包括二維、三維數(shù)據(jù)的可視化圖形表示、圖象處理的直觀顯示的高級(jí)命令，也包括定制圖形顯示、創(chuàng)建應(yīng)用程序完整的圖形用戶(hù)界面(GUI)命令。采用MATLAB建立單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)模型,實(shí)現(xiàn)了利用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器來(lái)提高單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（1）式（27）右邊第一項(xiàng)通常稱(chēng)為變壓器電動(dòng)勢(shì)，是電磁感應(yīng)效應(yīng)引起的繞組電壓。下面對(duì)式（29）中電感矩陣進(jìn)行討論。和分別稱(chēng)為同步電機(jī)軸、軸的同步電感。 （220）式中，為定子繞組與軸阻尼繞組間的互感變化幅值。計(jì)及這個(gè)特點(diǎn)，并略去定子繞組的電阻，由方程式作出隱級(jí)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的向量圖（圖21），可導(dǎo)出以不同電動(dòng)勢(shì)、電抗表示的隱級(jí)發(fā)電機(jī)的電磁功率方程。掌握發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，基本上就掌握了分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。放大環(huán)節(jié)的的放大倍數(shù)K確保ΔT有足夠的幅值。大致可分為局部模式振蕩和區(qū)域間模式振蕩兩種。用PSS的目的是通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)振蕩的阻尼來(lái)使電力輸送的穩(wěn)定極限提高。 勵(lì)磁控制示意圖 本章小結(jié)隨著大規(guī)模電力系統(tǒng)的發(fā)展以及快速勵(lì)磁系統(tǒng)的應(yīng)用,系統(tǒng)阻尼不斷降低,導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)負(fù)阻尼或弱阻尼低頻振蕩現(xiàn)象,系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行受到威脅。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，反饋控制是一種最基本的方法，如果把這種方法用在電力系統(tǒng)中，用輔助的穩(wěn)定信號(hào)來(lái)控制電力系統(tǒng)的加速功率，那么就可以控制速度，這樣就對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定行有了很大的改善。 PSS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)PSS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)輔助的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)經(jīng)過(guò)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(lì)磁繞組具有相位滯后。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(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的所有的零點(diǎn)和極點(diǎn)。 本章小結(jié)本章主要是初步介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)原理，然后又介紹了PSS的設(shè)計(jì)和汽輪機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，本章還推倒出了一系列的傳遞函數(shù)。 勵(lì)磁環(huán)節(jié)參數(shù)。 而未投入PSS 時(shí), 盡管采用了快速切除故障的措施, 系統(tǒng)仍失去了穩(wěn)定性。PSS ( power system stabilizer) 最早由美國(guó)學(xué)者F. P. demello和C. Concodri提出的。結(jié)果顯示系統(tǒng)參數(shù)整定合理,并且系統(tǒng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上附加具有合理參數(shù)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器后,對(duì)低頻振蕩的抑制有明顯的作用,能明顯地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。 其次要感謝我的同組同學(xué)對(duì)我無(wú)私的幫助，特別是在MATLAB軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母校，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過(guò)課的每一位老師，是你們教會(huì)我專(zhuān)業(yè)知識(shí)。同時(shí)電力網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化的運(yùn)營(yíng)使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行越來(lái)越趨于極限，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素越來(lái)越多，特別是電壓的不穩(wěn)和低頻振蕩問(wèn)題更加嚴(yán)重，所以提出更有效的措施來(lái)解決問(wèn)題可以說(shuō)是當(dāng)務(wù)之急。用PSS的目的是通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)振蕩的阻尼來(lái)使電力輸送的穩(wěn)定極限提高。6 主要結(jié)論和展望 主要結(jié)論發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速，以及相關(guān)電氣量，如線(xiàn)路功率、母線(xiàn)電壓等發(fā)生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，－，故稱(chēng)為低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入采用轉(zhuǎn)子速度變化角dw。5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器MATLAB仿真分析 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的建立 MATLAB PSB 提供了豐富的電力及電氣系統(tǒng)元件模型, 在Simulink 運(yùn)行環(huán)境下, 用戶(hù)只需應(yīng)用鼠標(biāo)拖放的方式將所需電氣元件的模塊添加到模型編輯窗口, 并將它們連接起來(lái), 就可以快速地組建仿真模型, 從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的仿真計(jì)算。、以及，但是求不出來(lái)。P