【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(yīng)用手冊(cè)及文獻(xiàn)的幫助下，本文對(duì)所使用的軟件PSAT的基本功能、使用方法以及使用優(yōu)點(diǎn)等加以闡述。同時(shí)，在發(fā)電機(jī)組中加裝PSS后可以不降低勵(lì)磁系統(tǒng)電壓環(huán)的增益，不影響勵(lì)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(nèi)外都得到了十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)于振蕩模式1，與其最相關(guān)機(jī)組為發(fā)電機(jī)2；對(duì)于振蕩模式2，最相關(guān)機(jī)組為發(fā)電機(jī)3；對(duì)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定小擾動(dòng)分析時(shí)的經(jīng)典模型，四機(jī)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(jì)算界面的下方，則顯示出了在模擬本算例時(shí)電力系統(tǒng)各個(gè)不同元件如發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)等的狀態(tài)變量以及仿真時(shí)中間變量的值，這樣，便可以方便地對(duì)算例的動(dòng)態(tài)仿真以及小擾動(dòng)線性化分析的結(jié)果進(jìn)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(jìn)行常規(guī)潮流計(jì)算，它可以對(duì)相應(yīng)的狀態(tài)變量進(jìn)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(jīng)常采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)安裝在系統(tǒng)中的PSS進(jìn)行整定。該方法運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法分析實(shí)際測(cè)出的低頻振蕩，作為對(duì)理論分析的相關(guān)補(bǔ)充和驗(yàn)證，對(duì)分析和研究現(xiàn)場低頻振蕩發(fā)生的原因提供了一種強(qiáng)有力的工具。所以，運(yùn)用參與因子，可以很方便地確定與各個(gè)振蕩模式強(qiáng)相關(guān)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(diǎn)。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(huì)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(jī)電振蕩, 即為混沌振蕩[31]。強(qiáng)迫振動(dòng)的特點(diǎn)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?yàn)槠湔袷庮l率很低，~ Hz，因此稱為低頻振蕩（也稱功率振蕩或機(jī)電振蕩）。本文首先對(duì)該軟件包進(jìn)行大致的介紹，談到了Matlab功能的不斷強(qiáng)大以及其許多附加工具箱的廣泛應(yīng)用，進(jìn)而對(duì)其各模塊功能進(jìn)行詳細(xì)描述，最后討論了其用于電力系統(tǒng)低頻振蕩分析時(shí)的有效性和優(yōu)勢(shì)。主要指電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式及條件下，當(dāng)受到一定擾動(dòng)干擾時(shí)，經(jīng)歷暫態(tài)調(diào)節(jié)過程后，可以恢復(fù)到系統(tǒng)某一穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的能力[8]。電力系統(tǒng)開始聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，互聯(lián)規(guī)模小，同步發(fā)電機(jī)之間緊密聯(lián)系, 阻尼繞組能夠產(chǎn)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(kuò)大，以及高放大倍數(shù)快速勵(lì)磁器裝置的廣泛采用，再加上經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等諸多因素的影響，電力系統(tǒng)的運(yùn)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析中的重要部分。 本文第四章詳細(xì)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(wǎng)規(guī)模的持續(xù)增大，[5]。如果發(fā)生發(fā)電機(jī)的軸系、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器或調(diào)速器中任何一個(gè)周期的擾動(dòng)，便會(huì)引發(fā)強(qiáng)迫功率振蕩。對(duì)于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析而言，其可能發(fā)生的混沌對(duì)系統(tǒng)的分析和控制帶來了巨大的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，目前，不少學(xué)者也致力于電力系統(tǒng)混沌理論的研究，對(duì)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(chǎn)生機(jī)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(jìn)一步的分析。特征值既可以是實(shí)數(shù)，又可以是復(fù)數(shù)。在采用PSS用以增強(qiáng)系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼時(shí)，對(duì)于待改善的振蕩模式的參與因子，可以采用發(fā)電機(jī)的角速度作為指標(biāo)，從而確定PSS最合適的安裝地點(diǎn)。一般而言，基于量測(cè)的方法中，經(jīng)常用到的信號(hào)辨識(shí)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(duì)PSS進(jìn)行配置是一個(gè)十分重要的問題。電力系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的強(qiáng)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(diǎn)，通過這一方法設(shè)計(jì)出的PSS，結(jié)構(gòu)較簡單、適應(yīng)性極強(qiáng)并且魯棒性好，優(yōu)點(diǎn)十分明顯，在未來電力系統(tǒng)的大規(guī)?；ヂ?lián)中具有非常好的應(yīng)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(dòng)態(tài)分析。 最優(yōu)潮流隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的快速擴(kuò)大化，國內(nèi)逐步施行電力市場,由此引發(fā)的一系列相關(guān)問題也成為了國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，其中，一個(gè)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(gè)節(jié)點(diǎn)，由兩個(gè)參數(shù)相同的區(qū)域間由兩條長的傳輸線連接構(gòu)成，每個(gè)區(qū)域中各有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，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(diǎn)101作為平衡節(jié)點(diǎn)?？梢栽诟髯钕嚓P(guān)處機(jī)組處安裝PSS，用以增加該振蕩模式的阻尼。PSS通過利用補(bǔ)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(duì)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(chǔ)。其基本原理是在AVR即自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，附加轉(zhuǎn)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(chǎn)生與?ωr同軸的附加力矩分量，增加影響低頻振蕩的阻尼轉(zhuǎn)矩的大小，從而增強(qiáng)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。表41 特征值表振蕩模態(tài)特征根實(shí)部虛部頻率阻尼比最相關(guān)機(jī)組11發(fā)電機(jī)2223發(fā)電機(jī)3435發(fā)電機(jī)46對(duì)以上表中數(shù)據(jù)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(jī)電振蕩模式，PSAT對(duì)其特征根分析的輸出結(jié)果可以直接顯示各振蕩模式的最相關(guān)機(jī)組，以及與各機(jī)組電氣量的參與因子。通過本章學(xué)習(xí)，可以掌握PSAT的基本使用方法。顯示結(jié)果一目了然，而且還可以在有名值和標(biāo)么值之間進(jìn)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(gè)十分理想的選擇。電力系統(tǒng)智能穩(wěn)定控制器對(duì)多機(jī)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(diǎn)以及參數(shù)整定。可以將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)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(hào)。 基于量測(cè)的方法基于量測(cè)的方法直接分析現(xiàn)場所記錄的數(shù)據(jù)波形信號(hào)，從而辨別出電力系統(tǒng)的低頻時(shí)的振蕩模式及相關(guān)信息[34]。當(dāng)kij較大時(shí)，表明了在振蕩模式j(luò)下，對(duì)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(gè)非線性很強(qiáng)的大型系統(tǒng), 其動(dòng)態(tài)行為非常復(fù)雜，有發(fā)生混沌現(xiàn)象的可能性。 基于強(qiáng)迫振蕩的原理強(qiáng)迫振蕩原理以周期性負(fù)荷波動(dòng)及低頻振蕩調(diào)節(jié)的作用為重點(diǎn)作以分析，得出當(dāng)對(duì)發(fā)電機(jī)加以周期性的勵(lì)磁后，當(dāng)其頻率接近電力系統(tǒng)的固有振蕩頻率時(shí),便會(huì)在該頻率下發(fā)生強(qiáng)迫振蕩，或可以稱為共振型低頻振蕩[2528]。與之對(duì)應(yīng)，輸電線上的功率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)振蕩。文中分析電力系統(tǒng)低頻振蕩時(shí)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠及節(jié)能經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估的重要技術(shù)指標(biāo)。 關(guān)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(xué)習(xí)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(chǎn)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(jī)理 5 基于阻尼轉(zhuǎn)矩的原理 5 基于強(qiáng)迫振蕩的原理 5 基于強(qiáng)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(shí)域仿真法 8 基于正規(guī)形理論的方法 9 基于量測(cè)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(jié) 11第3章 PSAT在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)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(jì)算 13 最優(yōu)潮流 13 小信號(hào)分析 14 時(shí)域仿真分析 14 本章小結(jié) 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(yùn)用PSAT計(jì)算潮流解 17 計(jì)算特征值以及各機(jī)組參與因子 17 勵(lì)磁裝置對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響分析 19 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)低頻振蕩影響原理 19 PSAT對(duì)勵(lì)磁分析結(jié)果 19 加裝PSS對(duì)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(duì)加裝PSS分析結(jié)果 20 本章小結(jié) 21第5章 結(jié)論與展望 22參 考 文 獻(xiàn) 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(wǎng)互聯(lián)而產(chǎn)生的。近年來，在各國許多電網(wǎng)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(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。