【正文】 大幅度下降，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)電力網(wǎng)有能力向負(fù)荷供給足夠的無功功率時，負(fù)荷的電壓就能維持在正常的水平上。如果無功電源容量不足，負(fù)荷的端電壓就會降低。所以，要保證電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，就必須保證電力系統(tǒng)無功功率的平衡。 無功補(bǔ)償?shù)闹饕侄瓮秸{(diào)相機(jī)實(shí)際上是不帶機(jī)械負(fù)荷、空載運(yùn)行的同步電動機(jī)【13】。它從電網(wǎng)中吸取少量有功功率供給運(yùn)轉(zhuǎn)時的機(jī)械損耗和銅鐵等損耗。同步調(diào)相機(jī)有過激磁和欠激磁兩種運(yùn)行方式:過激磁運(yùn)行時，向系統(tǒng)提供感性無功功率，為無功電源，這是一種經(jīng)常的運(yùn)行狀態(tài)。欠激磁運(yùn)行時，則從系統(tǒng)吸收感性無功功率，成為無功負(fù)荷，這是在系統(tǒng)負(fù)荷較輕，無功功率過剩， 電壓過高時的特殊運(yùn)行狀態(tài)。只要改變同步調(diào)相機(jī)的勵磁， 就可以平滑地改變它的無功功率地大小及方向， 因而可以平滑地改變所在地區(qū)的電壓。設(shè)置無功補(bǔ)償電容器是補(bǔ)償無功功率的傳統(tǒng)方法， 目前在國內(nèi)外均獲廣泛應(yīng)用。并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式按其安裝的位置不同，通常有三種:(1)變電站集中補(bǔ)償方式。(2)用戶集中補(bǔ)償方式:(3)用戶終端分散補(bǔ)償方式。電容器與網(wǎng)絡(luò)感性負(fù)荷并聯(lián)，以并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)方便等優(yōu)點(diǎn)，但其阻抗是固定的，故不能跟蹤負(fù)荷無功需求的變化，即不能實(shí)現(xiàn)對無功功率的連續(xù)無級動態(tài)補(bǔ)償。靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)成了專指使用晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置，包括晶閘管控制電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(TSC），以及這兩者的混合裝置(TCR十TSC)，或者TCR與固定電容器(FC)或機(jī)械投切電容器(MSC)混合使用的裝置(即TCR+)等。SVC補(bǔ)償裝置可以看成是電納值能調(diào)節(jié)的無功元件，它依靠電力電子器件開關(guān)來實(shí)現(xiàn)無功調(diào)節(jié)。SVC裝置作為系統(tǒng)補(bǔ)償時連續(xù)體調(diào)節(jié)并與系統(tǒng)進(jìn)行無功功率交換，同時還具有較快的響應(yīng)速度，它能夠維持端電壓恒定。 電壓穩(wěn)定和負(fù)荷穩(wěn)定 電壓穩(wěn)定和負(fù)荷穩(wěn)定關(guān)系概述 在電力系統(tǒng)的負(fù)荷中，主要成分是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電負(fù)荷。在這類用戶中，電動機(jī)負(fù)荷有占主要成分。在電動機(jī)中，除了一部分同步電動機(jī)之外，大部分為一部電動機(jī)節(jié)點(diǎn)。電力系統(tǒng)中電源的配置和負(fù)荷的實(shí)際分布總是不一致的，當(dāng)系統(tǒng)通過輸電線路向電源配置不足的負(fù)荷中心地區(qū)大量傳送功率時，隨著傳送功率的增加，受端系統(tǒng)的電壓將會逐漸下降。系統(tǒng)的電壓下降會對異步電動機(jī)造成擾動，使負(fù)荷的穩(wěn)定受到破壞，將使負(fù)荷無法正常工作并從系統(tǒng)中切除。大量負(fù)荷失穩(wěn)，必將對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性造成破壞，甚至是電壓崩潰。 負(fù)荷穩(wěn)定特性分析在負(fù)荷穩(wěn)定分析中不妨以一臺等值的異步電動機(jī)來代替綜合負(fù)荷來說明負(fù)荷靜態(tài)（小干擾）穩(wěn)定的情況。異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 （）式中，為臨界轉(zhuǎn)差；為最大轉(zhuǎn)矩，即 （）式中，為電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子漏抗之和，為負(fù)荷端的電壓有效值。由式（）就可以做出異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差特性（）。 負(fù)荷穩(wěn)定特性分析在正常運(yùn)行時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子上作用者兩種轉(zhuǎn)矩：一是電磁轉(zhuǎn)矩，它是推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的；一是機(jī)械轉(zhuǎn)矩，它是制動的。在正常運(yùn)行時，兩個是相互平衡的，電動機(jī)保持恒定的轉(zhuǎn)差運(yùn)行。如果我們把機(jī)械轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差特性（s），從圖中可以看到有兩個平衡點(diǎn)a，b。在a點(diǎn)運(yùn)行時，如果受到擾動后轉(zhuǎn)差變?yōu)?，增加了一個微小的增量，則電磁轉(zhuǎn)矩將大于機(jī)械轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生加速性的不平衡轉(zhuǎn)矩，是電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，轉(zhuǎn)差減小，最終恢復(fù)到點(diǎn)a運(yùn)行。如果產(chǎn)生負(fù)的，運(yùn)行點(diǎn)也將回到點(diǎn)a，所以a點(diǎn)的運(yùn)行是穩(wěn)定的。在b點(diǎn)運(yùn)行的時候，如果產(chǎn)生正的，此時電磁轉(zhuǎn)矩將小于機(jī)械轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生了減速性的不平衡轉(zhuǎn)矩。在此不平衡轉(zhuǎn)矩的作用下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降轉(zhuǎn)差繼續(xù)增大，如此下去知道發(fā)電機(jī)停轉(zhuǎn)為止。所以在b點(diǎn)運(yùn)行是不穩(wěn)定的。因此，可以得出負(fù)荷小干擾穩(wěn)定的判據(jù)： 或者 （）負(fù)荷穩(wěn)定的破壞，將會是負(fù)荷無法正常運(yùn)行并從系統(tǒng)中切除。大量的負(fù)荷失去穩(wěn)定性，必將對電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定帶來嚴(yán)重的影響。 負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓穩(wěn)定特性分析在發(fā)電廠經(jīng)過一定的距離的輸電線路向負(fù)荷中心地區(qū)供電的系統(tǒng)中，當(dāng)電源和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不變時，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電業(yè)會隨著負(fù)荷功率的增加而緩慢地下降，當(dāng)負(fù)荷功率增加到一定限值的時候，節(jié)點(diǎn)電壓將會發(fā)生不可控制的急劇下降。 電壓穩(wěn)定簡單系統(tǒng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)接受功率為： （）節(jié)點(diǎn)的電壓為 （）式中，為大系統(tǒng)的打壓，V為負(fù)荷端的電壓，為系統(tǒng)和線路的阻抗值，對應(yīng)相應(yīng)的阻抗角，為負(fù)荷的阻抗值，對應(yīng)相應(yīng)的阻抗角。在分析節(jié)點(diǎn)負(fù)荷電壓穩(wěn)定問題時，假設(shè)系統(tǒng)頻率不變，大系統(tǒng)的電壓不變，阻抗不變，這時唯一的變量就是負(fù)荷的等值阻抗。在功率因素給定的情況下。 受端電壓和功率隨負(fù)荷阻抗變化的曲線系統(tǒng)中負(fù)荷有這樣的特性：當(dāng)負(fù)荷吸取的電磁功率和輸出的其他形式的功率失去平衡時，會自動調(diào)整其等值阻抗的大小以求新的功率平衡。當(dāng)輸入的電磁功率大于輸出功率時，等值功率阻抗將增大，反之將減小。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在曲線的上升階段時，負(fù)荷有功功率的暫時供需失衡，依靠網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷本身的固有特性可以恢復(fù)平衡，系統(tǒng)穩(wěn)定的，只是隨著負(fù)荷阻抗的減少，節(jié)點(diǎn)的電壓有所下降。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在的下降部分，負(fù)荷因需求功率的增加而減少阻抗，電網(wǎng)送達(dá)的功率反而減小，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓將迅速下降，出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況。在實(shí)際的情況下，對于以異步電動機(jī)為主的綜合負(fù)荷，當(dāng)機(jī)械功率加大的時候，電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率增大，功率因素也隨之下降，因此實(shí)際的曲線要比圖中的要更加低。同時，電壓下降過多的時候，由于負(fù)荷的功率因素迅速下降，所需要的無功功率劇增，加大了輸電線的電壓損耗，從而加快了電壓崩潰的過程。： 受端功率和電壓的關(guān)系這樣就可以得出節(jié)點(diǎn)負(fù)荷電壓穩(wěn)定的判據(jù)： （） 總結(jié) 區(qū)域電力網(wǎng)的電壓穩(wěn)定是一個復(fù)雜的問題，主要是涉及到了負(fù)荷模型的研究。提高電力網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性的措施主要是從負(fù)荷端進(jìn)行考慮。 由于：第一，電力系統(tǒng)的電壓與無功功率的傳輸關(guān)系密切，線路傳輸?shù)臒o功功率大小直接影響到系統(tǒng)電壓的水平；第二，無功補(bǔ)償主要是在低壓處、負(fù)荷側(cè)進(jìn)行就地補(bǔ)償，從整個電網(wǎng)的角度看，無功補(bǔ)償很好地改善了電力網(wǎng)負(fù)荷的特性。所以，進(jìn)行無功補(bǔ)償就是提高電力網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的很好措施。6 結(jié)論與展望本論文從轉(zhuǎn)子角穩(wěn)定（小干擾穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定）和電壓穩(wěn)定的 出發(fā)，研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而再將一般電力系統(tǒng)的穩(wěn)定措施轉(zhuǎn)移到區(qū)域電力網(wǎng)中來研究分析。從一般電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)以及提高穩(wěn)定性的措施出發(fā)，對地區(qū)電力網(wǎng)的穩(wěn)定性特點(diǎn)和提高穩(wěn)定性的措施進(jìn)行分析研究。同時針對一些具體的措施，我們在PSASP的環(huán)境下搭建了一個區(qū)域電力網(wǎng)進(jìn)行仿真，對比有采取措施和沒有采取措施的不同試驗(yàn)結(jié)果，來證明提高穩(wěn)定性措施的有效性。本篇論文主要完成了一下的工作：1. 對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的定義進(jìn)行整體的介紹，然后進(jìn)行分類介紹，即轉(zhuǎn)子角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定兩大類，繼而在轉(zhuǎn)子角穩(wěn)定中有分為小干擾穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定進(jìn)行研究，最后又簡要地提出提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。2. 在進(jìn)行電力網(wǎng)穩(wěn)定分析之前，潮流計(jì)算是基礎(chǔ)，是穩(wěn)定分析的必要前提。因此，本文還對潮流計(jì)算作了一些研究分析，同時還在PSASP環(huán)境下對區(qū)域電力網(wǎng)的潮流進(jìn)行計(jì)算。3. 針對小干擾穩(wěn)定性的問題，先從概念定義的角度要進(jìn)行了解，繼而再針對電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的原理，對小干擾穩(wěn)定進(jìn)行分析，指出小干擾穩(wěn)定的條件、判據(jù)等等。再提出提高小干擾穩(wěn)定性的措施，并針對一些特殊的措施在PSASP環(huán)境下進(jìn)行仿真驗(yàn)證。4. 針對暫態(tài)穩(wěn)定性的問題，先從概念定義的角度要進(jìn)行了解，繼而再針對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的原理，對暫態(tài)穩(wěn)定進(jìn)行分析，根據(jù)等面積法則，指出暫態(tài)穩(wěn)定的條件、判據(jù)等等。再提出提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施，并針對一些特殊的措施在PSASP環(huán)境下進(jìn)行仿真驗(yàn)證。5. 簡要的介紹電壓穩(wěn)定的概念定義，同時分析無功補(bǔ)償和電壓穩(wěn)定、節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的判據(jù)理論。由于本人的水平和經(jīng)驗(yàn)有限，本設(shè)計(jì)難免會有不妥之處，敬請?jiān)u閱我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師批評和指正，我將不勝感激！致 謝參 考 文 獻(xiàn)[1] 朱 方，趙紅光，劉增煌 寇惠珍 大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響 [J] 《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》 2007年第27卷第1期 ：18[2] PRABHA KUNDUR，Power System Stability and Control [M].北京：中國電力出版社，2002：24[3] CARSON W. TAYLOR ,Power System Voltage Stability[M].北京：中國電力出版社，2002：1214 [4] 倪以信，陳壽孫，張寶霖. 動態(tài)電力系統(tǒng)的理論分析[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2002：134[5] 王永智，袁越，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定與功角穩(wěn)定問題綜述[J] 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報(bào)184。 Vol184。 17 (2),2005 ：10 [6] 王錫凡，方萬良，杜正春. 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：243244[7] 唐海波 區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)研究[D] 合肥：合肥工業(yè)大學(xué) 2007[8] 王學(xué)新 電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)[M]北京：中國電力出版社 2007：203204[9] 夏道止 電力系統(tǒng)分析[M] 北京：中國電力出版社 2004：313[10] 謝小榮 柔性交流輸電系統(tǒng)的原理與應(yīng)用[M] 北京：清華大學(xué)出版社 2006 ：2732[11] 云杰 地區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定研究[D] 北京：華北電力大學(xué) 2005 [12] [D].第一版高等教育出版社 2001[13] 夏道止 電力系統(tǒng)分析[M] 北京：中國電力出版社 2004：84[14] B. N. Singh, A. Chandra, K. AlHaddad, and B. Singh “Performance of sliding mode and fuzzy controllers for static synchronous series pensator,” The Journal of IEE Proceedings on Generation, Transmission and Distribution, vol. 146, no. 2, pp. 200206, 1999.[15] SSST Conference, pp. 138142.[7] M. Wu, P. Rastgoufard, and , “Application of feedback linearization control to small scale power systems stability analysis,” in Proc. 1999 IEEE SSST Conference, pp. 213217致 謝本設(shè)計(jì)論文是在我的指導(dǎo)教師陳國聯(lián)教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到最終的完成，陳教授都始終給與我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。附件：網(wǎng)絡(luò)學(xué)院畢業(yè)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的畢業(yè)論文系在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下本人獨(dú)立完成的研究成果。論文中依法引用他人的成果，均已做出明確標(biāo)注或得到許可。論文內(nèi)容未包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果，如果本論文有摘抄他人的研究成果，被他人追究責(zé)任，則本人負(fù)全部責(zé)任，與指導(dǎo)老師和學(xué)校無關(guān)。本人如違反上述聲明，愿意承擔(dān)以下責(zé)任和后果：1. 交回學(xué)校授予的畢業(yè)證書；2. 學(xué)?？梢栽谙嚓P(guān)媒體上對作者本人的行為進(jìn)行通報(bào)；3. 本人按照學(xué)校規(guī)定的方式，對因不當(dāng)取得證書給學(xué)校造成的名譽(yù)損害，進(jìn)行公開道歉；4. 本人負(fù)責(zé)因論文成果不實(shí)產(chǎn)生的法律糾紛。論文作者簽名： 日期： 年 月 日畢業(yè)論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開閱讀、借閱以及申請專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用畢業(yè)論文或與論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，署名單位仍然為西安交通大學(xué)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo) 師 簽 名： 日期： 年 月 日注：本聲明的版權(quán)歸西安交通大學(xué)所有，未經(jīng)許可，任何單位及個人不得擅自使用