【正文】 轉(zhuǎn)子 d 軸的方向。 從物理意義上講， 帕克 變換就是將 ia,ib,ic 電流投影，等效到 d,q 軸上，將定子上的電流都等效到直軸和交軸上去。這些新的量是由實(shí)際變量向三個(gè)軸投影得到的；一個(gè)軸是沿轉(zhuǎn)自磁場(chǎng)繞組的直軸方向，稱為直軸；第二個(gè)軸是沿轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)繞組的橫軸方向，稱為交軸；第三個(gè)在靜止軸上。當(dāng)然，要想電力系統(tǒng)能后經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，每一個(gè)部件的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是至關(guān)重要的問題，我們通過分析龐大電力系統(tǒng)的各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型，來找出讓各個(gè)部件經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方式。 電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型大致可分為下列的幾個(gè)：同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、汽輪機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。我們通過對(duì)每一個(gè)部分進(jìn)行分析 ，認(rèn)識(shí)到它們的運(yùn)行原理，可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 間，還可以在發(fā)生問題時(shí)及時(shí)地判斷出問題的所在地。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2 無限大系統(tǒng)的數(shù)學(xué) 模型 電力系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的整體，它是由很多個(gè)數(shù)學(xué)模型而組成，各個(gè)數(shù)學(xué)模型對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。 2. 研究了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制電網(wǎng) 低頻 振蕩的原理 ，分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用。 1. 在查閱了大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和磁鏈方程。為驗(yàn)證其正確性，通過穩(wěn)定計(jì)算研究了滿發(fā)時(shí)發(fā)電機(jī)組采用自并勵(lì)勵(lì)磁方式的穩(wěn)定情況，計(jì)算結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)組采用自并勵(lì)勵(lì)磁方式可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，但必須同時(shí)加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (PSS)。不過隨著電力系統(tǒng)中快速保護(hù)的應(yīng)用，故障切除時(shí)間的縮短，且自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)可以通過變壓器靈活地選擇強(qiáng)勵(lì)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。自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它的勵(lì)磁電源來自發(fā)電機(jī)端，受發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓變化的影響。 它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)是由于交流勵(lì)磁機(jī)是非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，難以標(biāo)準(zhǔn)化，即使是同容量的發(fā)電機(jī) ,尤其是水輪發(fā)電機(jī)，由于水頭、轉(zhuǎn)速的不同，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的不同，交流勵(lì)磁機(jī)的容量、尺寸也不同，因此，價(jià)格較自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)貴。自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元部件少，其勵(lì)磁電源來自機(jī)端變壓器，無旋轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行可靠性高，維護(hù)工作量小。 它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)是在發(fā)電站出口附近發(fā)生短路故障時(shí)，強(qiáng)勵(lì)能力強(qiáng)，有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，在故障切除時(shí)間比較長(zhǎng)、系統(tǒng)容量相對(duì)小的 50、 60 年代這一優(yōu)點(diǎn)是很突出的。否則，江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 會(huì)發(fā)生欠制動(dòng)，即制動(dòng)作用過小，發(fā)電機(jī)仍要失步；或者發(fā)生過制動(dòng)，即制動(dòng)過大，發(fā)電機(jī)雖在第一次振蕩中沒有失步，卻在切除故障和切除制動(dòng)電阻后的第二次振蕩中或以后失步了。切除故障時(shí)，也切除了電阻。說到提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率先介紹一下電氣制動(dòng)。在我們實(shí)際的生活中，自動(dòng)重合閘成功的概率達(dá)到了 90%，所以自動(dòng)重合閘大大提高了輸電線路的可靠性，同時(shí)對(duì)提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性也有著相當(dāng)大的作用。電力系統(tǒng)的故障特別是高壓輸電線路的故障大多數(shù)是短路故障，而且都是暫時(shí)性的短路故障。而且也可以使負(fù)荷中電機(jī)的端電壓快速回升，減小了電動(dòng)機(jī)失速和停頓的危險(xiǎn)。 快速切除故障對(duì)于提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性有這決定性的作用。 同時(shí)，改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是有助于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，比如增加輸電線路的回路數(shù)目；也可以將中間電力系統(tǒng)和輸電線路連接起來，同樣對(duì)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定有幫助，相當(dāng)于縮短了“電氣距離”。 此外，補(bǔ)償度過大還可能引起其他的問題，例如自勵(lì)磁現(xiàn)象。而且，短路電流還可能呈容性電流。當(dāng)補(bǔ)償度過大時(shí)，在裝在離電源較近的高壓輸電線路上的電容器后方短路時(shí)，電容器的容抗可能大于變壓器和電容器前面輸電線路的電抗之和。但是 cK的增大還受到了很多條件的限制。 采用串聯(lián)電容補(bǔ)償同樣也可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 采用自 動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)電機(jī)裝設(shè)先進(jìn)的調(diào)節(jié)器， 就相當(dāng)于縮短了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的電氣距離，從而提高了系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的根本辦法是 使電力系統(tǒng)有較高的功率極限、抑 自 發(fā)振蕩的產(chǎn)生、盡可能減小發(fā)電機(jī)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的振蕩幅度。目前為止，我國在建或已經(jīng)建成的輸電線路有十多個(gè)，第一個(gè)為舟山實(shí)驗(yàn)性直流輸電工程，葛洲壩 上海為第一個(gè)高壓直流輸電工程。 1929 年瑞典（ ASES） 公司首創(chuàng)了（ HVDC） 技術(shù)。 目前我國正處于飛速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)電力的需求程度空前強(qiáng)烈。另外，系統(tǒng)中還將由于頻率和電壓的下降，發(fā)生自動(dòng)裝置切除部分負(fù)荷等操作。 （ 3）后期階段：中間階段以后的時(shí)間。 （ 2）中間階段：在起始階段后，大約持續(xù) 5S 左右的時(shí)間段。在分析大擾動(dòng)后的暫態(tài)過程有下列的三種不同的時(shí)間階段分類： （ 1）起始階段：指故障后約 1S 內(nèi)的時(shí)間段。 電力系統(tǒng)受到大的干擾，經(jīng)過一段時(shí)間后，會(huì)逐步趨向穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或者趨于失步狀態(tài)。相反，如果一個(gè)系統(tǒng)在受到大的干擾的情況下不能夠恢復(fù)到以前的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)了諸如電壓、電流、相角不斷振蕩的情況，我們就說系統(tǒng)在這個(gè)運(yùn)行狀態(tài)下不能夠保持暫態(tài)穩(wěn) 定。這里所說的大干擾是區(qū)別與前面說說的小干擾而言的，比如短路、突然斷開線路或發(fā)電機(jī)等。例如：系統(tǒng)中負(fù)荷的小量變化；又如架空輸電線 因風(fēng)吹擺動(dòng)引起的線間距離（影響線路電抗）的微小變化等等 。 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。反之，若系統(tǒng)不能回到原來的運(yùn)行狀態(tài)或者不能建立一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，則說明系統(tǒng)的狀態(tài)變量沒有一個(gè)穩(wěn)定值，而是隨著時(shí)間不斷增大或者振蕩，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定 電力 系統(tǒng)穩(wěn)定性問題就是當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀態(tài)下受到某種干擾后，能否經(jīng)過一定的時(shí)間后回到原來的運(yùn)行狀態(tài)或者過渡到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)問題。理論等現(xiàn)代控制技術(shù)在 PSS 的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn) [19]引入概率的概念來考慮多個(gè)運(yùn)行條件下 PSS 的動(dòng) 態(tài)性能，從而保證 PSS 的魯棒性。文獻(xiàn) [16]指 出基于單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型的經(jīng)典相位補(bǔ)償法具有較好的魯棒性。這些方法著重于單個(gè)額定運(yùn)行點(diǎn)的考慮，而不計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的魯棒特性，因此，對(duì)于像電力系統(tǒng)這樣的高度非線性系統(tǒng)難以保證其在較寬運(yùn)行范圍內(nèi)的穩(wěn)定，因此使 PSS 具有魯棒性成為近年來得研究重點(diǎn)。在這之后， PSS 在我國的電力系統(tǒng)中越來越多的采用。此后在湖南鳳灘電廠 4 臺(tái) l00MW 機(jī)組上安裝了 PSS，使鳳灘至益陽間線路輸送功率從 160MW 增至 273MW 以上。 我國電力系統(tǒng)采用 PSS 較晚。他們對(duì)新機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的要求是 :①高響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng) 。 1975 年維多利亞送電至南威爾士及斯諾威的抽水蓄能電站時(shí)，多次發(fā)生低頻功率振蕩，在這之后立即采取措施，投入 PSS取得了良好的效果，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累。 1974 年由于某 330KV 線路并聯(lián)電抗器故障退出，使利得爾發(fā)電機(jī)低勵(lì)運(yùn)行，發(fā)生低頻振蕩。近年來研制的模糊控制 PSS，進(jìn)一步提高 PSS 對(duì)多級(jí)振蕩的阻尼能力，已在美國取得專利。為了解決系統(tǒng)電壓波動(dòng)，采用了高增益的快速電壓調(diào)節(jié)器以改善系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定及電壓穩(wěn)定，并在所有的大機(jī)組上都配置了 PSS，之后電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。 德國西部電力系統(tǒng)從 70 年代到 80 年代末期，系統(tǒng)中最大單機(jī)容量已從300MW 增大到火電機(jī)組 1000MVA，原子能機(jī)組 1700MVA。 加拿 大用改進(jìn)勵(lì)磁系統(tǒng)性能作為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本措施，采用高增益快速勵(lì)磁系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，采用 PSS 以提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。那時(shí)只是與快速勵(lì)磁配套，用以抑制大干擾后的振蕩。近年來又研制了微機(jī) PSS，用在來克丁頓抽水蓄能電站的 6 臺(tái) 325MVA 機(jī)組上。美國是 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS） 的發(fā)源地，在 60 年代因聯(lián)絡(luò)線低頻振蕩引起線路跳閘而造成系統(tǒng)故障， 1969 年開始在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中增加 e。 國內(nèi)外研究狀況 電力系統(tǒng)中發(fā)生過低頻振蕩。電力市場(chǎng)的發(fā)展更增加了運(yùn)行條件的不可預(yù)知性。 我國電網(wǎng)建設(shè)落后于電源建設(shè)，現(xiàn)代化大機(jī)組的高放大倍數(shù)快速勵(lì)磁系統(tǒng)采用之后，振蕩現(xiàn)象更加明顯。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制因?yàn)榫哂屑瓤晒?jié)約投資，又能在正常運(yùn)行是減少電壓和頻率的波動(dòng)，改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)和提高系統(tǒng)的抗干擾能力等特點(diǎn) 。地震中還有大量電力設(shè)備，特別是變電站和開關(guān)站設(shè)備遭到大量破壞。這次震害的一個(gè)主要特點(diǎn)是高壓輸電塔的破壞，這在以前的地震記錄中是非常少見的。在我 國 20xx 年初的冰災(zāi)也因大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的停電造成了巨大損失。如 20xx 的美加大停電，造成了美國東北的 8 個(gè)洲和加拿大的部分城市停電，整個(gè)城市都處于癱瘓狀態(tài)，給人民的生活帶來了很大的影響，同時(shí)對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)很多方面造成了巨大的損失。 改善和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有著十分重要的意義，電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)，發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電，用戶 不能正常用電，并引起系統(tǒng)參數(shù)巨大 變化，往往會(huì)造成大面積的停電事故。我國是一個(gè) 地域遼闊的大國，能源資源分布很不均勻，這就決定了我國的電力系統(tǒng) 錯(cuò)綜復(fù)雜的 特點(diǎn) 。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) V 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人 或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 低頻振蕩； 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 II Design and Simulation of Power System Stabilizer (PSS) ABSTRACT This paper describes the power system stabilizer39。 本文首先分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的研究背景和國內(nèi)外研究狀況，然后又對(duì)無限大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了具體的分析，然后又分析了系統(tǒng)帶 PSS 和不帶 PSS 時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，最后對(duì)兩種情況進(jìn)行了比較，分析了 PSS 的優(yōu) 點(diǎn)和缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的未來提出了更高的挑戰(zhàn)。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 就是為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。 I 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS 的設(shè)計(jì)與仿真 摘要 由于電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生頻率的振蕩，對(duì)我們的生產(chǎn)生活帶來了很多的危害，給我國的國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失。如果在電力系統(tǒng) 中加入 PSS 后會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高給予了很大的幫助。它在勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng) 先于軸速度的附加信號(hào)，產(chǎn) 生一個(gè)正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩作用 ,用于提高電力系 統(tǒng)阻尼， 解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 關(guān)鍵詞：勵(lì)磁控制技術(shù) 。s design principles and the impact on the power system, the use of the benefits of power system stabilizer. The frequency of oscillation maybe happen to power system when the system In the normal gives a great help if the power system after the addition of PSS. Power system stabilizer (PSS) is to suppress a low frequency oscillation of additional excitation control. It is the excitation voltage regulator, t