【導(dǎo)讀】本畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究。在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。問題日益凸現(xiàn)顯。電力系統(tǒng)如果失去穩(wěn)定，那么它所造成的損失是無法用數(shù)字來計算的。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與否將嚴(yán)重的影響社會經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。為了保障利益的最大化，提高電。力系統(tǒng)的穩(wěn)定性已經(jīng)成為世界各國關(guān)于電力建設(shè)的主要問題和探討方向。定性包括電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定。性當(dāng)中一個不可或缺的環(huán)節(jié)。分電網(wǎng)保護(hù)發(fā)生故障或者誤操作，最終引起重大的電力事故。例如大面積停電，電網(wǎng)瓦解，嚴(yán)重的影響用戶生產(chǎn)生活與工業(yè)產(chǎn)出。應(yīng)用《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》和《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》中簡單。行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。

　　

【正文】 種類型的報告。系統(tǒng)有 16 種報告，用戶按照自己所需的可以進(jìn)行選擇自己所需的報告。 (9) 系統(tǒng) 負(fù)荷靜特性模型 ：用戶 可以建立一個關(guān)于自選 功率、電流 和 阻抗模型， 更方便應(yīng)用軟件的 模擬 出 電壓 功能，分析他們 對負(fù)荷的影響 和作用 。 (10) 檢查錯誤 功能 ： 和大多數(shù) 程序 編輯軟件一樣，當(dāng)你編輯程序時，運(yùn)行后，如果程序中有問題，在輸出的報表 會提示你哪里出現(xiàn)了問題。例如卡片不能識別，線路不存在等等。軟件經(jīng)過改良有近 900 多種檢錯信息， 用戶 通過錯誤提示，進(jìn)行對程序的修改 。 BPA 部分使用介紹 首先是 BPA 的系統(tǒng)和個文件運(yùn)行的流程圖 31。 輸 入P S D B P A潮 流計 算程 序控 制 語 句（ 進(jìn) 行 潮 流 計算 ）潮 流 數(shù) 據(jù) 文 件（ 文 件 名為 . d a t ）潮 流 老 庫 文 件（ 有 特 殊 計 算 的時 候 使 用）輸入輸入輸 入輸 出結(jié) 果 文 本 文件（ . p f o ）作 圖 文 件（ . m a p ）新 庫 文 件 件（ . b a s ）穩(wěn) 定 計 算穩(wěn) 定 結(jié) 果 文 件穩(wěn) 定 數(shù) 據(jù) 文件 . s w i 圖 31 BPA 整體運(yùn)行流程圖 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析 17 1． 第一步 進(jìn)入 BSDBPA 的界面的圖標(biāo)是 ： 2． BPA 軟件主要的使用可以總結(jié)為兩個部分，輸入部分和輸出部分。輸入部分可以分為程序控制語句，和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和支路數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)卡片是核心，根據(jù) 不同 的節(jié)點(diǎn)分類有不同的節(jié)點(diǎn)卡片?？ㄆ奶砑訄D標(biāo)為 ： 本次設(shè)計主要涉及以下幾種類型的數(shù)據(jù)卡片。第一個是節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)卡。由于節(jié)點(diǎn)的類型分為三類，平衡節(jié)點(diǎn)， PQ， PV 節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)卡片為 B 卡。輸入格式主要如下不同列代表不同的內(nèi)容，下面簡單的介紹我在本次畢業(yè)設(shè)計中所使用的卡片和卡片所需填的內(nèi)容。結(jié)合電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中 36 的例子。 B 卡如下： B bus_2 1 第 1 列填寫卡片的類型，基本的的卡片類型主要有節(jié)點(diǎn)卡 B,線路數(shù)據(jù)卡 L，變壓器卡 T。第 7~18 列填寫節(jié)點(diǎn)的名稱和基準(zhǔn)電壓，第 19 到 20 列填寫分區(qū)名。第 21~30 填寫有功負(fù)荷與無功負(fù)荷。第 31~38 分別填寫并聯(lián)有功負(fù)荷和并聯(lián)無功負(fù)荷。在 36 的例子中存在 5 個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn) 1 為平衡節(jié)點(diǎn)（使用 BS 卡），其他的都為 PQ 節(jié)點(diǎn)（ B 卡）。 線路是連接節(jié)點(diǎn)所必須的 ， 在 BPA 仿真軟件中 線路卡片為 L 卡。 格式如下 ： L bus_1 1 bus_3 1 第 1 列填寫卡片的類型。第 7 到 18 列和 B 卡一樣也是填寫節(jié)點(diǎn)的名稱和基準(zhǔn)電壓。第 19 到 20 填寫分區(qū)名。第 20~31 填寫它所接的另一節(jié)點(diǎn)名稱和基準(zhǔn)電壓。第 38 到 40 填寫并聯(lián)線路數(shù)目號。第 39~50 填寫線路的阻抗標(biāo)幺值。第 51~62填寫線路對地電抗。第 63~66 填寫線路的長度。 要構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，變壓器也是其中一個重要的部分。變壓器的卡片 T卡，下面是 T 卡的格式介紹 ： T B1 母線 1 209. 18. 242. 第一列于 B 卡和 L 卡一樣，填寫卡片的類型。第 15 到 18 填寫基準(zhǔn)電壓。第 20 到 27 列填寫 變壓器一側(cè) 名稱。第 28 到 31 填寫 變壓器另一側(cè)電壓。第 45到 50 列填寫漏抗標(biāo)幺值 。第 63 到 67 列填寫分接頭 1 的電壓值。第 68 到 72 填寫分接頭 2 的電壓值。 3． 程序編完后的運(yùn)行按鈕為 ： 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 36 例題電路網(wǎng)絡(luò)如圖 32，潮流計算程序?yàn)楦奖?1，潮流結(jié)果輸出為圖 33 福州大學(xué) 至誠 學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更改 文 本 塊 的 寬度 。拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更改 文 本 塊 的 寬度 。拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更改 文 本 塊 的 寬度 。拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更改 文 本 塊 的 寬度 。GG拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更改 文 本 塊 的 寬度 。135420 . 4 5 + j 0 . 0 50.06+j0.18 ( 0 . 2 + j 0 . 2 )0 . 0 4 + j 0 . 1 20 . 0 1 + j 0 . 0 30 . 0 8 + j 0 . 2 40.08+j0.240.06+j0.18 圖 31 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 36 系統(tǒng)圖 圖 33 例題 36 BPA 仿真結(jié)果 例題 81 穩(wěn)定性分析 本次 畢業(yè) 論文的 研究的功角 穩(wěn)定性分析 是 結(jié)合 《 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 》書中 例子 81 進(jìn)行分析。 圖 32 是 例題 81 的系統(tǒng)圖。 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析 19 ~521 13 0 0 M V1 8 k VC o s θ = 0 . 8 5X d = X q = 2 . 3 6X 2= 0 . 2 3T j = 6 s3 6 0 M V A1 8 / 2 4 2 k VU s ( % ) = 1 42 0 0 k mX 1 = 0 . 4 1 / k mX 0 = 4 X 1P 0 = 2 2 0 M VC o s θ = 0 . 9 81 1 5 k V3 6 0 M V A2 2 0 / 1 2 1U s ( % ) = 1 4 圖 32 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 81 系統(tǒng)圖 為了更方便的進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析，我們將圖 32 進(jìn)行化簡，方便對等面積法則的理解，將系統(tǒng)圖分別簡化為為發(fā)生故 障時，和發(fā)生故障兩種情況，結(jié)合例子進(jìn)行分析，分別如圖 33，圖 34。 J X dJ X T 1J X T 2U = CJ X LJ X LE 圖 33 短路前系統(tǒng)圖 J X dJ X T 1J X T 2U = CJ X LJ X LEJ X 圖 34 短路后系統(tǒng)圖 網(wǎng)絡(luò)未發(fā)生故障正常運(yùn)行時 電 勢 E 與無限大系統(tǒng)之間的電 抗 為 福州大學(xué) 至誠 學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 39。1 1 22 Ld T TXX X X X? ? ? ? 公式 (31) 由短路后的系統(tǒng)圖 34，短時增加一個附電抗，電勢 E 與無窮大的阻抗為 ? ?39。 1239。2 1 222Ld T TLd T TXX X XXX X X X X????????? ? ? ? ? ? 公式 (32) 通過上式分析的出短路后電抗總是比系統(tǒng)正常運(yùn)行的時候小，還有另外一種情況是如果發(fā)生的是三相短路，那么 X? 為零，這是發(fā)電機(jī)就無法與系統(tǒng)無法聯(lián)系，我們可以認(rèn)為發(fā)電機(jī)沒有輸出功率。 由于發(fā)電機(jī)的電磁功率與功角存在一個正弦的關(guān)系，有圖 33 和圖 34 得出，它們的發(fā)電機(jī)的輸出功率短路前后分別為 39。1 1 sinqEP X ?? 39。1 2 sinqEP X ?? 公式 (33) 這樣我們可以通過下面的曲線圖 35。 拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更 改 文 本 塊 的 寬 度 。拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更 改 文 本 塊 的 寬 度 。拖 動 側(cè) 邊 手 柄 更 改 文 本 塊 的 寬 度 。1?0TPP ??4?3?2?a fedbhgdk321 圖 35 功率曲線圖 由發(fā)電機(jī)的電磁功率和功角的關(guān)系我們可以得出曲線圖，故障前的曲線為 1，故障后為 3， 保護(hù)裝置作用后為 2。 整個電力系統(tǒng)正常運(yùn)行原 動機(jī)的機(jī)械功率 表故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析 21 示為 0P 。 發(fā)電機(jī)的輸出功率為 TP 。 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的時候存在 0 TPP? 。圖 35的 a 是正常運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)這是發(fā)生短路時，系統(tǒng)電抗增大，發(fā)電機(jī)的輸出功率 TP 減小，但是原動機(jī)的的機(jī)械功率保持不變，這樣 0 TPP? ，這是就存在一個產(chǎn)生一個功率差導(dǎo)致過剩轉(zhuǎn)矩，過剩轉(zhuǎn)矩會使得發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子加速，但是在短路的那一瞬間，運(yùn)動的物體由于慣性的作用， 轉(zhuǎn)子的角度不好瞬間變化。 這時運(yùn)行點(diǎn)由 a 變化到 d，隨時間的變化，轉(zhuǎn)子加速，功角 ? 變大， 運(yùn)行點(diǎn)由 d 向 k 點(diǎn)移動，如果線路不存在繼電保護(hù)裝置，那么轉(zhuǎn)子會不斷的加速，直到與系統(tǒng)失去聯(lián)系。如果這時候繼電保護(hù)動作，故障被切除，假設(shè)是在 k 點(diǎn)被切除，那么功率特性曲線變?yōu)?II， 這是轉(zhuǎn)子由于慣性 ? 不會馬上變化，由曲線可以知道，這時候發(fā)電機(jī)的輸出功率 TP 大于原動機(jī)的機(jī)械功率 0P ，轉(zhuǎn)子速度開始減慢，但是我們知道轉(zhuǎn)子此時的轉(zhuǎn)速必然比同步轉(zhuǎn)速快， ? 還得繼續(xù)增大，此時運(yùn)行點(diǎn) d 向 e 運(yùn)行，假設(shè)這是轉(zhuǎn)子速度降到同步轉(zhuǎn)速， ? 停止增大，但是還是不滿足發(fā)電機(jī)的平衡條件，運(yùn)行點(diǎn)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低開始回頭，由運(yùn)行點(diǎn) e 向 b 點(diǎn)靠近， 當(dāng)超過 b 點(diǎn)時，轉(zhuǎn)子有開始加速，如果不存在線路損耗，那么久會這么一直循環(huán)下去，但是實(shí)際的工程問題損耗必然存在，最后會停留在一個新的運(yùn)行點(diǎn)上。這當(dāng)中也存在另外一種情況，就是繼電保護(hù)裝置延時動作，隨著時間的推移，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速已經(jīng)非常之大，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)到達(dá) f點(diǎn)時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速還是 超過同步轉(zhuǎn)速，過了 f點(diǎn)后原動機(jī)的機(jī)械的功率將永遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率，功角 ? 會不停的增大 ，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失去聯(lián)系。這就本論文研究的暫態(tài)穩(wěn)定 。 電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的源頭都是由于過剩轉(zhuǎn)矩這一塊引起的，學(xué)者根據(jù)能量守恒，就是過剩轉(zhuǎn)矩對相對功角做的功在理想的環(huán)境下，不及損耗，一定會等于轉(zhuǎn)子前后運(yùn)動所產(chǎn)生的能量，簡單的表達(dá)如下 ，轉(zhuǎn)子加速階段 2320j TT d ppdt ?? ?? 公式 (34) 經(jīng)過積分化 為 ? ?2 30012 j kkTT PP?? ?? ??? 公式 (35) 同理轉(zhuǎn)子減速階段 2220j TT d ppdt ?? ?? 公式 (36) 經(jīng)過積分變化為 福州大學(xué) 至誠 學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 ? ?2 20xx2 j kkTT PP?? ?? ??? 公式 (37) 由能量守恒得出等面積法則， 結(jié)合圖 35 分析就是有加速面積 agkd 等于減速面積 dehg 聯(lián)立上面兩個方程就能求出極限切除角。極限切除 角表達(dá)如下 。? ?0 2 3 023c o s c o sc o s T f m k mkm mmP p ppp? ? ? ?? ? ? ?? ? 公式 (38) 將題 81的各個參數(shù)代入以上 ? ? ? ?B B 1 1 0 B 2 2 0S 2 5 0 , U 1 1 5 , U 1 1 5 * 2 2 0 / 1 2 1 2 0 9M V A k v? ? ? ? 各 個 元 件 標(biāo) 幺 值 ： 22 5 0 * 0 . 8 5 2 4 22 . 3 6 * * 2 . 2 4 13 0 0 2 0 9dX ???????? 21 2 4 2 2 5 00 . 1 4 * * 0 . 1 32 0 9 3 6 0TX ???????? 22 2 4 2 2 5 00 . 1 4 * * 0 . 1 82 0 9 3 6 0TX ???????? 2500 . 5 * 0 . 4 1 * 2 0 0 * 0 . 2 3 52 0 9 * 2 0 9LX 根據(jù)公式 (31) ， 1 ? 12q0 .4 7 32 .7 4 1e T T LeddX X X XX X X X? ? ? ?? ? ? ?總 總 22002239。 0 1 0 11 .1 9 31 .3 9 2 7eeGQ X P XUUUUQ X p XEUUU? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 得到初始的功角 1 100133 .93 oXtg QXUU? ???? 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析 23 39。2339。3211180 sin 133 .6mmookmEpXEpX? ?????? ? ? 根據(jù)公式 38 得出極限切除角 ? ? 結(jié)合 電力系統(tǒng)仿真軟 BPA