【文章內(nèi)容簡介】 功功率損耗達到平衡時，同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可以維持在某一固定值附近。則電力系統(tǒng)的頻率是一個固定值。當電力系統(tǒng)中的有功負荷變化時，系統(tǒng)頻率也將發(fā)生變化。發(fā)電機的頻率調(diào)整是由原動機的調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)的，當系統(tǒng)有功功率平衡遭到破壞，引起頻率變化時，原動機和調(diào)速系統(tǒng)將自動改變原動機的進汽（水）量，相應增加或減少發(fā)電機的出力。當調(diào)速器的調(diào)節(jié)過程結(jié)束，建立新的穩(wěn)態(tài)時，發(fā)電機的有功功率同頻率之間的關(guān)系稱為發(fā)電機組的有功功率一頻率靜態(tài)特性。當電力系統(tǒng)由于負荷變化引起頻率變化，依靠一次調(diào)頻作用已不能保持在允許范圍內(nèi)時，就需要由發(fā)電機組的頻率調(diào)整器動作，使發(fā)電機組的有功功率一頻率靜態(tài)特性平移來改變發(fā)電機的有功功率，以保持電力系統(tǒng)的頻率不變或在允許范圍內(nèi)。同理，如果發(fā)電機減出力，系統(tǒng)頻率也將明顯降低，要靠系統(tǒng)穩(wěn)定裝置或調(diào)度員干預來維持頻率合格?！　?）短路功率引起頻率降低　　系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，在短路電流所流經(jīng)的元件上都要消耗一定的有功功率，Rc、Xc是系統(tǒng)某處至故障點的短路電阻和電抗，最嚴重的短路發(fā)生在Rc=Xc處的三相短路，有功損耗為無功損耗的一半。對于容量在300兆瓦以下的小系統(tǒng)，在低壓網(wǎng)絡內(nèi)發(fā)生故障，且切除時間較長時，這種附加的功率損耗對系統(tǒng)的影響是不可忽略的；對于大容量系統(tǒng)，變電網(wǎng)絡不易出現(xiàn)Rc=Xc的條件，短路功率損耗的相對值較小，且切除故障時間較短，故短路有功損耗對頻率的影響可忽略不計。3）系統(tǒng)振蕩及異步運行引起頻率的變化當系統(tǒng)振蕩及異步運行時，由于均衡電流的流動而使有功損耗增加，隨著電勢夾角的增大，電流也增大。當電勢夾角達到180度瞬間，電流達最大值，即相當于系統(tǒng)的電氣中心發(fā)生三相短路一樣，該電流在系統(tǒng)中引起的有功損耗是很大的，在功率缺額較大的受端系統(tǒng)將引起附加的頻率降低。異步運行時，各發(fā)電機的頻率不同而造成各點脈動電壓頻率不等?！　?）感應及同步電機反饋電壓的頻率變化當供電線路切除時，受端變電所的電壓不會立刻消失，這是由于同步電機和感應電機慣性轉(zhuǎn)動而維持一個頻率衰減的電壓所致。同步電機在勵磁開關(guān)未斷開情況下轉(zhuǎn)動就如同發(fā)電機一樣運行，感應電機也因系統(tǒng)有電容器而形成自激發(fā)電方式。一般情況下，感應電機在斷開電源5秒的時間內(nèi)保持一個高于額定電壓20%左右的低電壓?！　【C上所述，系統(tǒng)在任何時候都保持合格的頻率質(zhì)量是十分重要的，引起頻率變化的因素較為復雜，而電力系統(tǒng)低頻運行（很少出現(xiàn)高頻）對電力系統(tǒng)安全運行危害很大。由此，為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和提供優(yōu)質(zhì)電能，必須采取了一些技術(shù)上的措施來維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。2 Matlab(Simulink)在電力系統(tǒng)中的應用MATLAB是美國MathWorks公司開發(fā)的大型數(shù)學計算軟件，它提供了強大的矩陣處理和繪圖功能，可信度高，靈活性好，還帶有一些強大的具有特殊功能的工具箱（toolbox）。在電力系統(tǒng)仿真中應用的工具箱為Power System Blockset，簡稱PSB。在工程實際中，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)往往很復雜，如果不借助專用的系統(tǒng)建模軟件，則很難準確的把一個控制系統(tǒng)的復雜模型輸入給計算機，對其進行一步的分析和仿真。1900年MathWorks軟件公司為Matlab提供了新的控制系統(tǒng)模型輸入與仿真工具，并于1992年正式將該軟件命名為Simulink。表明該軟件的兩個主要功能：Simu（仿真）和Link（連接），即該軟件可以利用鼠標在模型窗口上繪制所需要的控制系統(tǒng)模型，然后利用Simulink提供的功能來對系統(tǒng)進行仿真或線性化分析。Simulink是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包。它支持線性形和非線性形系統(tǒng)，連接和離散時間模型，或者是兩者的混合，系統(tǒng)還可以是多采樣率的，比如系統(tǒng)的不同部分擁有不用的采樣率。對于建模，Simulink提供了一個圖形化的用戶界面（GUI），可以用鼠標點擊和拖拉模塊的圖標建模，通過圖形界面，可以像用鉛筆在紙上畫圖一樣畫模型圖。它與傳統(tǒng)的方針軟件包用差分方程和微分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的有點。這是以前需要用編程語言明確的用公式表達微分方程的仿真軟件包遠遠不能相比的。Simulink包括Sources（輸入源）、Sinks（輸出方式）、Discrete（離散時間模型）、Linear（線性環(huán)節(jié)）、Nonlinear（非線性環(huán)節(jié)）、Connections（連接及接口）和Extras（其他環(huán)節(jié)）等子模型庫。當然用戶也可以定制或創(chuàng)建用戶自己的模塊。所有模型是分級的，因此可以通過自上而下或者自下而上的方法建立模型?？梢栽谧罡邔用嫔喜榭匆粋€系統(tǒng)，然后通過雙擊系統(tǒng)中的各個模塊進入到系統(tǒng)的低一層面以查看到模塊的更多細節(jié)，這一方法提供了一個了解模型是如何組成以及它的各個部分是如何相互聯(lián)系的方法。定義完一個模塊以后，就可以通過Simulink的菜單或者在Matlab的命令窗口輸入命令對它進行仿真。菜單對于交互式工作是非常方便的，而命令行為方式對于處理成批的仿真比較有用，使用Scopes或者其它的顯示模塊，可以在運行仿真時觀察到仿真的結(jié)果。另外，還可以在仿真時改變參數(shù)并且立即就可看到有什么變化。仿真結(jié)果可以放在Matlab的工作區(qū)間（workspace）中以待進一步的處理或者可視化。模型分析可使用的工具包括可直接通過命令行方式調(diào)用的線性化和整理（trimming）工具，Matlab的其他各種工具，以及所有應用程序工具箱。因為Matlab和Simulink是集成在一起的，所以用戶可以在任何環(huán)境下的任意點對用戶的模型進行仿真、分析或修改。Simulink的模塊集與Matlab及其應用工具箱相似，MathWorks公司為Simulink提供了模塊集。模塊集是Simulink模塊的集合，它們被分成不同的組。它包括DSP模塊集、定點運算模塊集、非線性控制模塊集以及電源體統(tǒng)模塊集。對于同步機作步進運動的數(shù)字仿真來說，電源系統(tǒng)模塊集中包含了我們所需的酥油模塊，如：電機、電源、電力電子管等部件?？梢允刮覀兒啔v模型來仿真電源系統(tǒng)，該模塊用Simulink環(huán)境，可以通過點擊和拖拉來建立模型。不僅可以快速畫出電路的拓撲結(jié)構(gòu)，還可以建立模型進行各種參數(shù)的分析?？梢栽賁imulink中建立一個新的模型窗口，具體步驟如下：⑴打開Matlab窗口，在其中輸入simulink后，打開各種Matlab元件庫；⑵在Simulink窗口的“File”中選擇新建模型，Simulink就可以給提供一個新建窗口。⑶打開“Simulink”和“Power System Blockset”元件庫，從中選擇建立模型所需的器件。從分析可知，要建立控制部分所需器件位于Simulink下的Sinks庫中用鼠標左鍵點中拖入模型窗口中；再在Power System中拖出變壓器；在Electrical Source中拖出所需電源；在Connectors中拖出“接地”后，按原理圖的控制部分連接起來。這樣，找出測量點和測量元件就可以進行仿真。3 傅里葉變換在頻率分析仿真中的應用在自然科學和工程技術(shù)中為了把較復雜的運算轉(zhuǎn)化為較簡單的運算，人們常常采用所謂變換的方法來達到目的。例如在初等數(shù)學中，數(shù)量的乘積和商可以通過對數(shù)變換化為較簡單的加法和減法運算。在工程數(shù)學里積分變換能夠?qū)⒎治鲞\算，如微分、積分，轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算，正是積分變這一特性，使得它在微分方程和其它方程的求解中成為重要方法之一。傅里葉變換是積分變換中常見的一種變換，它是一種對連續(xù)時間函數(shù)的積分變換，即通過某種積分變換，把一個函數(shù)化成另一個函數(shù)，同時還具有對稱形式的逆變換。它通過對函數(shù)的分析來達到對復雜函數(shù)的深入理解和研究。它既能簡化計算，如求解微分方程、化卷積為乘積等等。又具有非常特殊的物理意義。不僅在數(shù)學的許多分支中，而且在自然科學和各種工程技術(shù)中都有著廣泛的應用，因此它已成為不可缺少的運算工具。傅立葉變換在生