【文章內(nèi)容簡介】 都是暫時性的短路故障。采用自動重合閘裝置，當遇到故障時先切除線路，過一會兒再合上斷路器，如果這時候故障已經(jīng)消失了，則說明自動重合閘成功。在我們實際的生活中，自動重合閘成功的概率達到了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)定性也有著相當大的作用。提高發(fā)電機輸出的電磁功率也可以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。說到提高發(fā)電機輸出的電磁功率先介紹一下電氣制動。電氣制動就是當系統(tǒng)中發(fā)生故障后迅速地投入電阻以消耗發(fā)電機的有功功率（增大電磁功率），從而減少功率的差額。切除故障時，也切除了電阻。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。否則，會發(fā)生欠制動，即制動作用過小，發(fā)電機仍要失步；或者發(fā)生過制動，即制動過大，發(fā)電機雖在第一次振蕩中沒有失步，卻在切除故障和切除制動電阻后的第二次振蕩中或以后失步了。除了上述的措施之外，還有其他的方法來提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，比如在串聯(lián)電容補償裝置中附加強行補償，在切除故障線路的同時來增大串聯(lián)補償電容的容抗，以補償由于切除故障線路而增加的線路電抗。 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。但是，隨著電力系統(tǒng)裝機容量的增大，快速保護的應用，故障切除時間的縮短，它勵可控硅勵磁系統(tǒng)的優(yōu)勢已不是很明顯。自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，元部件少，其勵磁電源來自機端變壓器，無旋轉(zhuǎn)部件，運行可靠性高，維護工作量小。且由于變壓器容量的變更比交流勵磁機的變更更簡單、容易，因而更經(jīng)濟，更容易滿足不同電力系統(tǒng)、不同電站的暫態(tài)穩(wěn)定水平對勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)的不同要求。它勵可控硅勵磁系統(tǒng)的缺點是由于交流勵磁機是非標準產(chǎn)品，難以標準化，即使是同容量的發(fā)電機,尤其是水輪發(fā)電機，由于水頭、轉(zhuǎn)速的不同，強勵倍數(shù)的不同，交流勵磁機的容量、尺寸也不同，因此，價格較自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)貴。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，運行維護量大。自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)的缺點是它的勵磁電源來自發(fā)電機端，受發(fā)電機機端電壓變化的影響。當發(fā)電機機端電壓下降時其強勵能力下降，對電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定不利。不過隨著電力系統(tǒng)中快速保護的應用，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。綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩方面因素，推薦在發(fā)電機組采用自并勵快速勵磁方式。為驗證其正確性，通過穩(wěn)定計算研究了滿發(fā)時發(fā)電機組采用自并勵勵磁方式的穩(wěn)定情況，計算結(jié)果表明，發(fā)電機組采用自并勵勵磁方式可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，但必須同時加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)。 MATLAB的簡介 MATLAB簡介：MATLAB一詞是由Matrix和Laboratory復合生成的，原意是矩陣實驗室。MATLAB環(huán)境(或語言）由美國的Cleve Moler博士于1980年研制成功，研制MATLAB的初衷是使它具有強大的矩陣處理方面的功能。現(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。同樣，電力系統(tǒng)是一個相對復雜的、維數(shù)很高的系統(tǒng)，MATLAB必將成為分析電力系統(tǒng)問題的強大而有效工具。加拿大魁北克電力公司的專家們首先作了此項工作，在MATLAB環(huán)境下，開發(fā)了MATLAB\ Simulink\Toolbox\Power blockset(即電力系統(tǒng)分析模塊) ，并建立了電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備庫。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。MATLAB還擁有順序、選擇、循環(huán)等結(jié)構(gòu)控制語句，并配以大量的運算符，可以編寫出符合結(jié)構(gòu)化標準的具有面向?qū)ο筇卣鞯某绦?。MATLAB 的工作環(huán)境包括命令控制窗口、程序編輯器等，用戶既可以通過命令控制窗口直接執(zhí)行命令，也可通過建立MATLAB 腳本文件或函數(shù)文件執(zhí)行程序中的命令。 MATLAB 系統(tǒng)主要包括以下五個部分：（1）MATLAB語言 MATLAB 語言是一種包括控制流語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入\輸出和面向?qū)ο缶幊烫匦缘母呒壵Z言，它以矩陣作為基本的數(shù)據(jù)單元，既可以快速創(chuàng)建小程序完成簡單運算，也可以為了復雜應用，編寫完整的大應用程序。（2）MATLAB工作環(huán)境 MATLAB工作環(huán)境主要包括一系列完成如管理工作空間的變量、數(shù)據(jù)輸入\ 輸出、M文件（MATLAB的應用程序）的生成、調(diào)試、解釋的工具。 （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)建應用程序完整的圖形用戶界面(GUI)命令。（4）MATLAB數(shù)學函數(shù)庫 該庫收集了巨量的數(shù)學函數(shù)及算法，從簡單的數(shù)學函數(shù)如sum、sine、cosine和復數(shù)運算，到復雜的函數(shù)如矩陣求逆、求特征值、Bessel函數(shù)、FFT。（5）MATLAB應用程序接口(API) 它是一個允許用戶編寫與MATLAB交互的C 和FORTRON程序的庫，包括從MATLAB中調(diào)用程序、調(diào)用MATLAB作為計算引擎和讀\寫MAT文件?？傮w來說，MATLAB是一種數(shù)值型計算軟件，它集科學計算、自動控制、信號處理、神經(jīng)網(wǎng)絡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。 本論文的主要工作本文以電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定為研究內(nèi)容，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，主要做了以下的工作。（1）在查閱了大量參考文獻的基礎(chǔ)上，詳細分析了同步發(fā)電機的電壓方程和磁鏈方程。推導了簡單系統(tǒng)中同步發(fā)電機的電磁功率方程以及同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程。（2）研究了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制電網(wǎng)振蕩抑制的原理。采用MATLAB建立單機無窮大系統(tǒng)模型,實現(xiàn)了利用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器來提高單機無窮大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用。2 同步發(fā)動機方程 同步發(fā)動機的電壓方程對于abc坐標下的電壓方程，可將定子、轉(zhuǎn)子量分開，改寫為 （21）式中，可為；；。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。式（23）中前面的負號是由于等值繞組的電流、電壓正方向定義和繞組相似，也是服從發(fā)電機慣例的。下面討論式（23）中這一項，將之化為坐標下變量表示。由矩陣乘積的微分性質(zhì)，有 （24）由于 （25）將式（25）代入式（24）得 （26） 將式（26）代入式（23），得坐標下有名值電壓方程為 （27） 式中。下面對式（27）作簡要的說明。（1）式（27）右邊第一項通常稱為變壓器電動勢，是電磁感應效應引起的繞組電壓。（2）式（27）右邊第二項稱為速度電動勢。當轉(zhuǎn)子靜止（=0）時，此項為零。這一項在坐標下沒有，是因為在坐標下觀察繞組，二者間是相對靜止的。而當在旋轉(zhuǎn)坐標系上去觀察靜止的繞組時，二者間的相對運動引起了這一項。物理上速度電動勢項反映了由于轉(zhuǎn)子運動，使定子繞組切割磁力線而引起的電動勢，它在定子、轉(zhuǎn)子間能量交換中起主要作用。（3）式（27）右邊第三項是歐姆電壓項，反映了相應繞組的電阻壓降。 同步發(fā)電機的磁鏈方程坐標下的磁鏈方程可改寫為 （28）與電壓方程相似，兩邊左乘矩陣 并在式（28）右邊兩矩陣間插入項，經(jīng)整理后可得 （29）上式中電感矩陣下標S和R分別表示定子和轉(zhuǎn)子。下面對式（29）中電感矩陣進行討論。（1） 定子繞組的自感與互感。根據(jù) （210） （211）式中，從而恒為正值。為軸領(lǐng)先于軸的角度。對于隱極機，從而；對于凸極機，則是隨轉(zhuǎn)子位置而變化的參數(shù)。 （212）式中，從而定子互感恒為負值。同樣地對于隱極機，由于，定子互感為常量；對于凸極機，則定子互感隨轉(zhuǎn)子位置而變?？蓪С? （213）式中 （214）定義與式（211）和式（212）相同。和分別稱為同步電機軸、軸的同步電感。對于隱極機，從而。是對角陣，它反映了定子等值繞組間的互感為零，是相互解耦的，而且是定常陣，不隨轉(zhuǎn)子位置而變化。（2） 轉(zhuǎn)子繞組的自感與互感。由式 （215） (216)以及式（210）可知 (217)式中，及定義同式（210）與式（216）。（3） 定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組間的互感和。由式（210）和 （218）式中，為定子繞組與轉(zhuǎn)子勵磁繞組間的互感變化幅值。 （219）式中，為定子繞組與軸阻尼繞組D間的互感變化幅值。 （220）式中，為定子繞組與軸阻尼繞組間的互感變化幅值。可得 （221） (222)以上二式中的定義同式（218）~式（220）。由于 說明了坐標下同步電機有名值方程中定子、轉(zhuǎn)子繞組間的互感不可逆，這個問題將在標幺制基值選取中予以解決。由式（213）、（214）、（217）、（221）、（222）可匯總得坐標下電感矩陣為 （223）相應的坐標下磁鏈方程為