【正文】 39。 39。 7 8 900 230 50 0 0 0 0 0 0 0 ]。 11 230 1 0 1 1。其次，在一些應用手冊及文獻的幫助下，本文對所使用的軟件PSAT的基本功能、使用方法以及使用優(yōu)點等加以闡述。同時，在發(fā)電機組中加裝PSS后可以不降低勵磁系統(tǒng)電壓環(huán)的增益，不影響勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)性能，而且電路簡單、效果良好，現(xiàn)階段在國內外都得到了十分廣泛的應用。對于振蕩模式1，與其最相關機組為發(fā)電機2；對于振蕩模式2，最相關機組為發(fā)電機3；對于振蕩模式3。第4章 基于PSAT的電力系統(tǒng)低頻振蕩分析 模型的建立本文采用研究動態(tài)穩(wěn)定小擾動分析時的經典模型，四機兩區(qū)域系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)潮流單線圖如圖41所示。潮流計算界面的下方，則顯示出了在模擬本算例時電力系統(tǒng)各個不同元件如發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)等的狀態(tài)變量以及仿真時中間變量的值，這樣，便可以方便地對算例的動態(tài)仿真以及小擾動線性化分析的結果進行檢查，以確定其是否正確、合理。 PSAT中主要功能模塊介紹 PSAT的核心是進行常規(guī)潮流計算，它可以對相應的狀態(tài)變量進行初始化處理。隨著人工智能的出現(xiàn)，可以很好地解決PSS使用的這兩大問題?，F(xiàn)階段經常采用相位補償?shù)姆椒▽Π惭b在系統(tǒng)中的PSS進行整定。該方法運用實驗的方法分析實際測出的低頻振蕩，作為對理論分析的相關補充和驗證，對分析和研究現(xiàn)場低頻振蕩發(fā)生的原因提供了一種強有力的工具。所以，運用參與因子，可以很方便地確定與各個振蕩模式強相關的系統(tǒng)變量，同理，可以通過參與因子的大小來確定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS的合適安裝地點。pj=1 i=j0 i≠j (26)上式中，Pi代表矩陣A特征值λi的右特征向量，pi代表矩陣A特征值λi的左特征向量。一旦系統(tǒng)中有混沌現(xiàn)象發(fā)生, 則系統(tǒng)中會有一種表現(xiàn)形式為非周期的、突發(fā)式的、看似無規(guī)則的機電振蕩, 即為混沌振蕩[31]。強迫振動的特點是起振快、起振后振蕩可保持等幅同步，振蕩源失去后振蕩便很快衰減。因為其振蕩頻率很低，~ Hz，因此稱為低頻振蕩（也稱功率振蕩或機電振蕩）。本文首先對該軟件包進行大致的介紹，談到了Matlab功能的不斷強大以及其許多附加工具箱的廣泛應用，進而對其各模塊功能進行詳細描述，最后討論了其用于電力系統(tǒng)低頻振蕩分析時的有效性和優(yōu)勢。主要指電力系統(tǒng)在正常運行方式及條件下，當受到一定擾動干擾時，經歷暫態(tài)調節(jié)過程后，可以恢復到系統(tǒng)某一穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)的能力[8]。電力系統(tǒng)開始聯(lián)網運行時，互聯(lián)規(guī)模小，同步發(fā)電機之間緊密聯(lián)系, 阻尼繞組能夠產生足夠的阻尼, 系統(tǒng)低頻振蕩少有發(fā)生[12]。隨著電力系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)模的逐漸擴大，以及高放大倍數(shù)快速勵磁器裝置的廣泛采用，再加上經濟性、環(huán)保性等諸多因素的影響，電力系統(tǒng)的運行越來越接近其穩(wěn)定極限。電力系統(tǒng)低頻振蕩的問題是動態(tài)穩(wěn)定性分析中的重要部分。 本文第四章詳細地闡述了基于PSAT的低頻振蕩問題分析方法與分析步驟。而隨著互聯(lián)電網規(guī)模的持續(xù)增大，[5]。如果發(fā)生發(fā)電機的軸系、勵磁調節(jié)器或調速器中任何一個周期的擾動，便會引發(fā)強迫功率振蕩。對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析而言，其可能發(fā)生的混沌對系統(tǒng)的分析和控制帶來了巨大的難點和挑戰(zhàn)，目前，不少學者也致力于電力系統(tǒng)混沌理論的研究，對一些規(guī)模很小的簡單系統(tǒng)，分析和討論系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的產生機理、影響因素、形成路徑、判別方法以及控制措施等各方面的問題，但都處在初步的探討階段，還有許多問題有待更進一步的分析。特征值既可以是實數(shù)，又可以是復數(shù)。在采用PSS用以增強系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼時，對于待改善的振蕩模式的參與因子，可以采用發(fā)電機的角速度作為指標，從而確定PSS最合適的安裝地點。一般而言，基于量測的方法中，經常用到的信號辨識方法包括傅里葉變換法、小波分析法、Prony 算法等。如何在大型電力系統(tǒng)中對PSS進行配置是一個十分重要的問題。電力系統(tǒng)是一個非常復雜的強非線性系統(tǒng)，人工智能算法恰好在解決大規(guī)模系統(tǒng)的非線性問題上具有很明顯的優(yōu)點，通過這一方法設計出的PSS，結構較簡單、適應性極強并且魯棒性好，優(yōu)點十分明顯，在未來電力系統(tǒng)的大規(guī)模互聯(lián)中具有非常好的應用前景。在求出了系統(tǒng)的潮流，便可以執(zhí)行后續(xù)的靜態(tài)或動態(tài)分析。 最優(yōu)潮流隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的快速擴大化，國內逐步施行電力市場,由此引發(fā)的一系列相關問題也成為了國內外學者研究的熱點，其中，一個最基本的問題便是電力系統(tǒng)的最優(yōu)潮流。該系統(tǒng)共有13個節(jié)點，由兩個參數(shù)相同的區(qū)域間由兩條長的傳輸線連接構成，每個區(qū)域中各有兩臺發(fā)電機，區(qū)域1連接在2母線上，區(qū)域2連接在112母線上，節(jié)點101作為平衡節(jié)點?？梢栽诟髯钕嚓P處機組處安裝PSS，用以增加該振蕩模式的阻尼。PSS通過利用補償系統(tǒng)低頻段的相位滯后，以提供一定的正阻尼。了解了如何使用軟件的問題，則可以按照自己的想法和要求完成低頻振蕩分析的工作。 12 500 1 0 1 1。 = [ ... 1 900 22 99 99 7 1 ]。10139。2039。239。1039。 11 12 900 230 50 0 0 0 0 0 0 0。 10 35 1 0 1 1。由此，可以對低頻振蕩有全面的了解，為本文使用軟件研究自建系統(tǒng)的低頻振蕩奠定了基礎。其基本原理是在AVR即自動電壓調節(jié)的基礎上，通過調節(jié)發(fā)電機勵磁，附加轉速偏差?ωr、功率偏差?Pe以及頻率偏差?f中的一種或幾種作為附加控制，產生與?ωr同軸的附加力矩分量，增加影響低頻振蕩的阻尼轉矩的大小，從而增強電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。表41 特征值表振蕩模態(tài)特征根實部虛部頻率阻尼比最相關機組11發(fā)電機2223發(fā)電機3435發(fā)電機46對以上表中數(shù)據分析可得，以上三種振蕩模式阻尼比都較小，屬于弱阻尼，即機電振蕩模式，PSAT對其特征根分析的輸出結果可以直接顯示各振蕩模式的最相關機組，以及與各機組電氣量的參與因子。通過本章學習，可以掌握PSAT的基本使用方法。顯示結果一目了然，而且還可以在有名值和標么值之間進行切換?；贛atlab的電力系統(tǒng)分析與控制工具包PSAT,憑借其豐富全面的元件模型庫、成熟方便的仿真功能以及開放的源代碼和靈活簡單的自定義功能而成為了電力系統(tǒng)科研人員一個十分理想的選擇。電力系統(tǒng)智能穩(wěn)定控制器對多機互聯(lián)的電力系統(tǒng)而言，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS的使用需要解決兩大問題：選擇合適的安裝地點以及參數(shù)整定?？梢詫l(fā)電機的轉速偏差、頻率偏差、功率偏差或這幾者的組合作為PSS的輸入信號。 基于量測的方法基于量測的方法直接分析現(xiàn)場所記錄的數(shù)據波形信號，從而辨別出電力系統(tǒng)的低頻時的振蕩模式及相關信息[34]。當kij較大時，表明了在振蕩模式j下，對系統(tǒng)變量的局部反饋靈敏性高。qiT (25) qiT電力系統(tǒng)是一個非線性很強的大型系統(tǒng), 其動態(tài)行為非常復雜，有發(fā)生混沌現(xiàn)象的可能性。 基于強迫振蕩的原理強迫振蕩原理以周期性負荷波動及低頻振蕩調節(jié)的作用為重點作以分析，得出當對發(fā)電機加以周期性的勵磁后，當其頻率接近電力系統(tǒng)的固有振蕩頻率時,便會在該頻率下發(fā)生強迫振蕩，或可以稱為共振型低頻振蕩[2528]。與之對應，輸電線上的功率也會發(fā)生相應振蕩。文中分析電力系統(tǒng)低頻振蕩時所采用的軟件為PSAT。 電力系統(tǒng)低頻振蕩研究意義電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性是對電力系統(tǒng)的安全可靠及節(jié)能經濟性進行評估的重要技術指標。 關鍵詞：特征分析法，低頻振蕩，PSAT，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器ABSTRACTWith the rapid development of power industry, the interconnection scale of the power system is more and more large and the power grid operation has increasingly bee close to its stability limit. In this case, lowfrequency oscillation is easy to appear in interconnected power grid and has bee an important factor affecting the system dynamic stability and longdistance transmission capacity. As long as the lowfrequency oscillation happens, it will be a serious threat to the safe of the grid, and cause great damage. Therefore, the analysis and research of low frequency oscillation has bee a hot topic of the study about power system stability in the world.The study of lowfrequency oscillation belongs to the dynamic stability analysis of power system. In this paper, the basic problems of lowfrequency oscillation such as the definition, the mechanism, research methods and the measures of suppression will be summarized and analyzed. Based on PSAT, which is one of the tools of analysis and control of power system in Matlab , the classic four machine and two regional systems to the analysis of small perturbations will be established to analyze the oscillation characteristics of this system. Besides, the affection of the load, generator excitation, and power system stabilizer (PSS) to the lowfrequency oscillation will be analyzed further.KEY WORDS: Eigenvalue analysis, lowfrequency oscillations, PSAT, power system stabilizer 學習參考目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 電力系統(tǒng)低頻振蕩綜述及研究意義 1 電力系統(tǒng)低頻振蕩綜述 1 電力系統(tǒng)低頻振蕩研究意義 1 電力系統(tǒng)分析工具PSAT的簡要介紹 2 本文主要工作 2第2章 電力系統(tǒng)低頻振蕩概述 4 低頻振蕩的研究背景 4 低頻振蕩的產生原因 4 低頻振蕩的定義及分類 4 低頻振蕩的定義 4 低頻振蕩的分類 5 低頻振蕩的機理 5 基于阻尼轉矩的原理 5 基于強迫振蕩的原理 5 基于強諧振的原理 6 分岔理論 6 混沌現(xiàn)象理論 6 低頻振蕩的分析方法 6 7 時域仿真法 8 基于正規(guī)形理論的方法 9 基于量測的方法 9 低頻振蕩的抑制措施 9 一次系統(tǒng)策略 10 二次系統(tǒng)策略 10 本章小結 11第3章 PSAT在電力系統(tǒng)分析中的應用 12 Matlab中PSAT的概述 12 PSAT中主要功能模塊介紹 12 系統(tǒng)模型庫及主界面 12 潮流計算 13 最優(yōu)潮流 13 小信號分析 14 時域仿真分析 14 本章小結 14第4章 基于PSAT的電力系統(tǒng)低頻振蕩分析 15 模型的建立 15 運用PSAT計算潮流解 17 計算特征值以及各機組參與因子 17 勵磁裝置對電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響分析 19 勵磁系統(tǒng)對低頻振蕩影響原理 19 PSAT對勵磁分析結果 19 加裝PSS對電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響 20 PSS抑制低頻振蕩的原理 20 PSAT對加裝PSS分析結果 20 本章小結 21第5章 結論與展望 22參 考 文 獻 23附 錄 26致 謝 39. . . .第1章 緒論 電力系統(tǒng)低頻振蕩綜述及研究意義 電力系統(tǒng)低頻振蕩綜述 電力系統(tǒng)低頻振蕩的問題是隨著電網互聯(lián)而產生的。近年來，在各國許多電網中都出現(xiàn)了低頻振蕩的現(xiàn)象，低頻振蕩的問題也越來越受到國內外學者的關注。