【正文】 E E E x x idt ???? ? ? ? ? ? 公式 （ 225） 通過上面我們知道 DQ 繞組決定超瞬變過程，所以繞組 D 的電壓方程可以得出 ..0 . 0 . . . . . .()qqd d q q d d ddE dET T E E x x idt dt?? ??? ?? ?? ? ? ??? ? ? ? ? 公式 （ 226） 這樣我們根據同樣的的計算方法介個 gQ 繞組的電壓方程得出 ? ?.0. . . . .qd d d d qdET E x x idt ?? ? ?? ? ? ? 公式 （ 227） ..0. 0. . . . . .()qqd d q q d d ddE dET T E E x x idt dt?? ??? ?? ?? ? ? ??? ? ? ? ? 公式 （ 228） 轉子運動方程同模型一 1dδ ωdt?? 公式 （ 229） 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析 9 同步發(fā)電機的五階模型推導 五階模型 導出思路： 方程數為 10個， 7個狀態(tài)量（ d、 q、 f、 D、 Q、 rω 、 δ ），忽略定子暫態(tài)，dpψ 、 qpψ 均為 0，降為 5階，變量數變?yōu)?16個（ dqfu 、 dqfDQi 、 dqfDQψ 、 mT 、rω 、 δ ），假設 fu 和 mT 為已知量（勵磁繞組和原動機輸入），變量減為 14個，通過方程數為 10（ .dqfDQu 、 .dqfDQψ ） +2（ .rω 、 δ ） +2（ dq 軸網絡方程） =14個，可以求解。 39。 39。39。瞬變過程的同步發(fā)電機磁鏈方程可以寫為下形式 。就是在五階 方程 的基礎上再加一階，就 構成了 六階模型。 1f m q q d d q q qd ωT T E i E X X i i D ωdt ??? ? ? ? ? ??? 公式 （ 221） 1dδ ωdt?? 公式 （ 222） 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 8 這樣有式（ 210）（ 211）（ 212）（ 216）（ 220）（ 221）（ 222）構成的方程組就是發(fā)電機的 7階方程了 。 39。 39。 39。0 o dq a d q d q qT E X iQ E X X i? ? ? ? ? 公式 （ 220） （ 25）轉子運動方程 ? ? ? ? ? ?39。 39。 39。39。0 Qq XT rQ?得到 ? ?39。d q q qQaqE X X ii X??? ? ???? 公式 （ 219） 同樣將（ 24）得到 Q軸繞組的電壓方程，并令 39。 39。d q q qE ψ Xi?? ? 公式 （ 218） 將（ 218）代入（ 23）得到 Qi 和 qi 的關系 ? ?39。 39。 aq add Q q a q QX XE ψ i x iXX? ? ? 公式 （ 217） 由（ 23）的第一式解出 qi 帶入 （ 217）得到 39。o o qd o d o q q d D dT E T E E E X X i? ? ? ? ? 公式 （ 216） （ 4） Q軸阻尼繞組的電壓方程將（ 23）的第二式兩邊同時乘以 ,aq QXX? 得到 239。 39。 39。 39。 39。 39。 ooda qqdo dodaXX T E T EXX ??可化簡為 ? ?39。.39。 39。 39。o oda qd d o q q d D ddaXXT E T E E E X X iXX ? ? ? ?? 公式 （ 215） 由于39。39。 39。 39。 39。 39。 39。39。 1q q d d dqqDdd d dE E X X iEEiiX x X X? ? ??? ? ??? 公式 （ 214） 將（ 213）、（ 214）經過（ 24）可得出 D繞組的電壓方程 ? ?39。39。39。 39。39。39。 39。 39。 39。39。 39。39。39。39。 ../f adUf fE X r? 公式 （ 26） q. adifEX? 公式 （ 27） 39。39。39。 首先根據磁鏈守恒得出同步發(fā)電機 10個基本方程（ .dqfDQu 、 ..dqfDQψ ）： . . . .d d d r qu ri pψ ω ψ? ? ? ? . . . .q q q r du ri pψ ω ψ? ? ? ? . . . .f f f fu r i pψ? ? ? . . .0 D D Dr i pψ? ? ? . . .0 Q Q Qr i pψ?? ? . . . . . .d d d ad f ad Dψ x i x i x i? ? ? ? 公式 （ 21） . . . . . .q q q a q Qψ x i x i? ? ? . . . . . . .f ad d f f ad Dψ x i x i x i? ? ? ? . . . . . . .D ad d ad f D Dψ x i x i x i? ? ? ? . . . . .Q aq q Q Qψ x i x i? ? ? 經過 park 變化后的磁鏈方程為下式 0 0 0d d a d a d dq q a q qf a d f a d fD a d a d D DQ a q Q Qψ X X X iψ X X iψ Xiψ X X X iψ X X X iψ X X i?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 公式 （ 22） 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 6 在 d軸和 q軸的磁鏈方程可用（ 23）（ 24）表示 d d ad ad df aq f ad fD ad ad D Dψ X X X iψ X X X iψ X X X i? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 公式 （ 23） q q aq qQ ad Q Qψ X X iψ X X i?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 公式 （ 24） 經過 park 變化后的電壓方程可用（ 25）表示如下 0 0 0 0 0000d d d d qq q q q df f f fD D D DQ Q Q Qu r i ψ ω Xu r i ψ ω Xu r i ψu r i ψu r i ψu r i ψ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 公式 （ 25） 同步發(fā)電機的 七階 模型 推導 推導前定義以下一組電勢 定子勵磁電勢 .fE 、 電機 q 軸空載電勢電機 .qE 、 q軸暫態(tài)電勢 39。 只讓基波正序電量進入發(fā)電機定子繞組，以便使定子電壓方程代數化 [6]。從而令定子電壓微分方程中的 ..0dqpp????，這樣就把它化 為代數方程。對于不同的實際問題及分析工具，電機模型當然也做了不同的的簡化，因此同步電機實際的模型也有不同形勢。 dq0 坐標下的同步發(fā)電機方程，如果單獨考慮與定子 d繞組， q繞組相獨立的零軸繞組，則在計及dqfDQ5 個繞組的電磁過度過程以及轉子機械過程時，電機分為 7 個模型 [6]。 同步發(fā)電機的模型 意義 由于電力系統(tǒng)是一個龐大的網絡，它不是有簡單的一臺發(fā) 電機構而是由數百臺發(fā)電機組成的一個復雜網絡，這個網絡還包括加勵磁系統(tǒng)，調速器和原動機等等，這些參數將會出現多維的復雜綜合問題，給計算帶來很大的不便。電力系統(tǒng)長時間 功角 不穩(wěn)定會導致電網保護發(fā)生誤動 作， 嚴重時會發(fā)生電力事故， 大面積停電，導致系統(tǒng)解列嚴重的影響用戶生產生活 ，更嚴重的造成運行人員傷亡 。電力系統(tǒng)正常運行的一個 首要前提是每 臺發(fā)電機的轉子 速度保持一致 ， 這樣的同步轉速也就是論文所探討的發(fā)電機功角 恒定使得系統(tǒng) 不會發(fā)生震蕩 ，保持正常運行。 當然這種情況也有個限度，這個限度就是 發(fā)電機相對角度超越穩(wěn)定極限 ，最后發(fā)生了 失穩(wěn)。 當然可能因為某些原因例如短路，斷線等大擾動使 整個電力 系統(tǒng)的 部分 結構和 系統(tǒng) 參數發(fā)生了比 較大的變動 ， 接著整個系統(tǒng)的潮流與系統(tǒng)各發(fā)電機之間的輸出功率發(fā)生了巨大的變化，最終結果 導致破壞了原動機和發(fā)電機的功率平衡， 也就是說 0 Tpp? ，在分析 81 的例子中，系統(tǒng)突然發(fā)生短路，原動機的機械功率 Tp 不變，但是輸出功率嚴重降低，因此 發(fā)電機轉軸上產生不平衡轉矩， 這個過剩的轉矩 導致轉子轉速變化。也就是說 電力系統(tǒng)功角從穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定的根本原因是 發(fā)電機的輸入和輸出功率不平衡造成的。 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 4 第 2 章 同步發(fā)電機模型 同步發(fā)電機關于電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定現象與機理 功角穩(wěn)定性 問題在部分教材上也被稱為發(fā)電機穩(wěn)定性問題。 本論文 通過總結和探討電力系統(tǒng)性，研究功角穩(wěn)定的基本原理，在通過結合教材上的例子。 本文主要應用時域仿真發(fā)進行分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的例子。將利亞若夫的值 和臨界值的大小做為判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性 [2]。 它先 構造一個李雅普諾夫函數，這個函數 必須符合系統(tǒng)穩(wěn)定。這種方法是根據能量的角度來做為判別依據。 更重要的是它輸出信息利用率很低。 由于時域仿真法的計算量很復雜 ， 需要的計算的參數比較多。 這個方法得到廣泛的利用 。 將系統(tǒng)中的任意兩臺發(fā)電機轉子 功角 是否超過 極限切除角 作為暫態(tài)是否失去穩(wěn)定的判別依據。 本書對于功角穩(wěn)定的分析主要有以下這些方法。 隨著近幾年的電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和人們不斷的革新，域仿真法從理論上已經是非常成熟，為了更進一步它完善方法，世界各國主要目標是建立更加完善準確的發(fā)電機高階模型和負荷模型；當然選擇更精確有效率的數值積分方法并且盡可能節(jié)省機時與內存，從而加快計算速度，使它更具效率，也是另一個突破方 向。這樣就出現了穩(wěn)定性的問題。 研究 和探索 的 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析問題 就是基于以上進行的 。為了解決這個問題，在未來可能要 對過去 經營進行改革 和創(chuàng)新。 電力系統(tǒng)的功角 與電力市場有著潛移默化的關系。 通過 近年來人們研究 ， 各大國 總結出不少 寶貴 的 經驗 。 面對人們對電力行業(yè)的巨大需求以及 電力 行業(yè)飛速 的 發(fā)展 等挑戰(zhàn) ， 這種 由國家壟斷的管理方式逐漸 出 現了一些 或大或小的問題。 不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步 [1]。 與靜態(tài)穩(wěn)定 存在部分 相同點 ， 它們的 不同點是 電力系統(tǒng)遇 到大干擾 ， 系統(tǒng) 是 能 恢復到初始 正 常狀態(tài)或者還 能 夠達到 新的穩(wěn)定 的 運行狀態(tài)的能力 。 電力系統(tǒng) 的功角穩(wěn)定包括 三 個方面的穩(wěn)定 ： 。面對 如此龐大 電力市場挑戰(zhàn)下，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 涉及到 各行各業(yè)各個方面的實際 利益。 隨著發(fā)電機逐漸形成一個龐大的網絡，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 也成為 是一個 越來越 復雜的問題， 因此 對它的研究 已經成為世界各國電力工作者和 教學 科研工作者 等 面對 重要問題。保障電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性同時能 夠減少 電力系統(tǒng)運行成本。 學習和查閱相關電氣工程及其自動化的專業(yè)的書籍 ， 我總結出功角和電壓一樣扮演著電力系統(tǒng)穩(wěn)定的重要角色，具體的說是保障電力電力系統(tǒng)穩(wěn)定是否穩(wěn)定運行必不可少 因素 。 在 世界的生產生活中我們都知道沒有穩(wěn)定的電壓，用電設備就不能滿足用戶的要 求 ，更嚴重的會影響用戶的生產生活。世界各國 對電力系統(tǒng)運行 和管理有這樣幾個基本要求。從反方面而言，失去電力工業(yè)的支持和應用，那么就一定不會出現現階段如此飛速發(fā)展的社會 經濟 和科學技術 。由于我們處于電氣時代，現階段基本可以認為 ， 電能 已經是 人類賴以生存 和發(fā)展的基本能源 保障。 analysis from another aspect, if the power angle power system instability may occur some failure or malfunction of ele