【正文】 電機(jī)、變壓器、雙回路輸電線、廠用電負(fù)荷和無窮大系統(tǒng)組成。我們這里是運用的MATLAB中的遺傳算法來求出的值。因此，PSS網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)可表示如下：又因為下圖是以速度作為輔助穩(wěn)定信號的網(wǎng)絡(luò)圖： PSS網(wǎng)絡(luò)圖以為例子寫出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磁控制技術(shù)。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對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)于同一母線上的發(fā)電機(jī)勵磁參數(shù)設(shè)計不當(dāng)?shù)?都可能引起發(fā)電機(jī)的機(jī)電低頻振蕩。 低頻振蕩簡介發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速，以及相關(guān)電氣量，如線路功率、母線電壓等發(fā)生近似等幅或增幅的振蕩，因振蕩頻率較低，－，故稱為低頻振蕩。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。 （2） 以交軸暫態(tài)電動勢和直軸暫態(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調(diào)節(jié)勵磁裝置的靜態(tài)穩(wěn)定時，往往以交軸暫態(tài)電動勢和直軸暫態(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)帶來了功角特性計算的復(fù)雜化，很多情況下采取如下簡化：以直軸暫態(tài)電抗后的電動勢代替直軸暫態(tài)電動勢；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。這一項在坐標(biāo)下沒有，是因為在坐標(biāo)下觀察繞組，二者間是相對靜止的。對式（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來說，MATLAB是一種數(shù)值型計算軟件，它集科學(xué)計算、自動控制、信號處理、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)計靈活、圖形功能強等優(yōu)點。MATLAB語言以矩陣為基本的數(shù)據(jù)單位，它提供了強大的矩陣運算功能，幾乎所有常用的矩陣運算，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。 勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響 它勵可控硅勵磁系統(tǒng)主要的優(yōu)點是在發(fā)電站出口附近發(fā)生短路故障時，強勵能力強，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)點是很突出的。在我們實際的生活中，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。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)的電流和電壓無法控制地上升，直至發(fā)電機(jī)磁路飽和為止。一般來說，串聯(lián)電容補償度越大，線路等值電抗越小，對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性越有利。以此為起點各國建設(shè)了多條試驗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。所以說如果一個系統(tǒng)在受到大干擾的情況下還能過恢復(fù)到以前的穩(wěn)定運行狀態(tài)，我們就說這個系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。如果能夠，則認(rèn)為系統(tǒng)在該正常運行狀態(tài)下是穩(wěn)定的。許多專家和學(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，對于快速勵磁的中小型機(jī)組，部分采用雙通道調(diào)節(jié)器，即在小干擾時響應(yīng)速度慢，以減小負(fù)阻尼:大干擾時響應(yīng)速度快，以提高暫態(tài)性能。原蘇聯(lián)實際上在50年代就開始采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，不過那時沒有PSS的名稱，當(dāng)時采用的附加反饋為發(fā)電機(jī)定子電流及其微分，成為強力式勵磁調(diào)節(jié)器。我國電網(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)快速勵磁系統(tǒng)采用之后，振蕩現(xiàn)象更加明顯。在我國2008年初的冰災(zāi)也因大范圍、長時間的停電造成了巨大損失。它抽取與此振蕩有關(guān)的信號，如發(fā)電機(jī)有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號加到勵磁調(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后會對系統(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，電壓等級進(jìn)一步提高，裝機(jī)容量和用電負(fù)荷不斷增大，同時，風(fēng)能,太陽能等一些新能源發(fā)電所占發(fā)電比重的增大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行變得越來越突出。并在此基礎(chǔ)上建立單機(jī)無窮大系統(tǒng)的MATLAB模型，并將它作為研究對象，具體分析PSS對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用，然后又分析了系統(tǒng)帶PSS和不帶PSS時系統(tǒng)的運行情況，最后對兩種情況進(jìn)行了比較，分析了PSS的優(yōu)點和缺點，同時對電力系統(tǒng)的未來提出了更高的挑戰(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磁控制技術(shù)。近20年來，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)定性這項工作必須要落實到系統(tǒng)的各個部位。美國是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的發(fā)源地，在60年代因聯(lián)絡(luò)線低頻振蕩引起線路跳閘而造成系統(tǒng)故障，1969年開始在發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中增加e。德國西部電力系統(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，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)驗的積累。在這之后，PSS在我國的電力系統(tǒng)中越來越多的采用。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。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。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。 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烈。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。而且，短路電流還可能呈容性電流。電力系統(tǒng)的故障切除時間等于繼電保護(hù)裝置的動作時間加上斷路器的動作時間。運用電氣制動提高暫態(tài)穩(wěn)定性時，制動電阻的大小及投切時間要選擇得恰當(dāng)。另外它勵可控硅勵磁系統(tǒng)與自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)相比較，元部件多，又有旋轉(zhuǎn)部件，可靠性相對較低，運行維護(hù)量大?，F(xiàn)代控制理論界的專家們面對高維數(shù)的控制問題，渴求一種比當(dāng)時流行的高級語言更具有可讀性的語言，因而MATLAB語言的面世，首先被控制理論界的專家們所關(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界面(GUI)命令。采用MATLAB建立單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型,實現(xiàn)了利用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器來提高單機(jī)無窮大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（1）式（27）右邊第一項通常稱為變壓器電動勢，是電磁感應(yīng)效應(yīng)引起的繞組電壓。下面對式（29）中電感矩陣進(jìn)行討論。和分別稱為同步電機(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。計及這個特點，并略去定子繞組的電阻，由方程式作出隱級發(fā)電機(jī)正常運行時的向量圖（圖21），可導(dǎo)出以不同電動勢、電抗表示的隱級發(fā)電機(jī)的電磁功率方程。掌握發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運動方程，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的目的是通過發(fā)電機(jī)勵磁控制增強對系統(tǒng)振蕩的阻尼來使電力輸送的穩(wěn)定極限提高。 勵磁控制示意圖 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)定運行受到威脅。在自動控制系統(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)定信號來控制電力系統(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，電壓調(diào)節(jié)器和發(fā)電機(jī)的勵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)的所有的零點和極點。 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)計原理，然后又介紹了PSS的設(shè)計和汽輪機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)超前補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，本章還推倒出了一系列的傳遞函數(shù)。 勵磁環(huán)節(jié)參數(shù)。 而未投入PSS 時, 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)對我無私的幫助，特別是在MATLAB軟件的使用方面，正因為如此我才能順利的完成設(shè)計，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課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。同時電力網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和商業(yè)化的運營使得電力系統(tǒng)的運行越來越趨于極限，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素越來越多，特別是電壓的不穩(wěn)和低頻振蕩問題更加嚴(yán)重，所以提出更有效的措施來解決問題可以說是當(dāng)務(wù)之急。用PSS的目的是通過發(fā)電機(jī)勵磁控制增強對系統(tǒng)振蕩的阻尼來使電力輸送的穩(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，如線路功率、母線電壓等發(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 運行環(huán)境下, 用戶只需應(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, 就可以快速地組建仿真模型, 從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的仿真計算。、以及，但是求不出來。P