福州大學至誠學院畢業(yè)設(shè)計_電力系統(tǒng)公角穩(wěn)定的影響分析

1、<p><b>　　福州大學至誠學院</b></p><p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題 目： 故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的 </p><p>　　影響分析 　 　 </p><p>　　姓 名： 林郭建 　　</p&

2、gt;<p>　　學 號： 210992017 　　</p><p>　　系 別： 電氣工程 　　</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 　</p><p>　　年 級： 2009級 　</p><p&g

3、t;　　指導教師： 　 　　</p><p>　　2013年 5 月 20日</p><p><b>　　獨創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導師指導下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標注中說明；其他同志對本設(shè)計（論文）的啟發(fā)和貢獻均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人

4、獨立完成。特此聲明。</p><p>　　論文作者簽名： 日期： </p><p>　　關(guān)于論文使用授權(quán)的說明</p><p>　　本人完全了解福州大學至誠學院有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他

5、復制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。</p><p>　　論文作者簽名： 指導教師簽名： 日期： </p><p>　　故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電力應(yīng)用在世界各國的競爭日益加劇

6、，在電力市場條件下供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性問題日益凸現(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)定與否將嚴重的影響社會經(jīng)濟的各個領(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。由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性包括電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定。因此研究分析電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性是分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性當中一個不可或缺的環(huán)節(jié)。</p><p>　　維持整個電力系統(tǒng)的

7、功角穩(wěn)定能為系統(tǒng)帶來如下好處：一方面穩(wěn)定的系統(tǒng)能帶來穩(wěn)定的電壓，并且提高電能質(zhì)量的同時，還能避免引起短路導致的大電流和低電壓的狀況，從而降低供電系統(tǒng)的危險性；從另一個方面分析，倘若電力系統(tǒng)的功角失穩(wěn)，可能會發(fā)生部分電網(wǎng)保護發(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，嚴重的影響用戶生產(chǎn)生活與工業(yè)產(chǎn)出。</p><p>　　本論文結(jié)合專業(yè)理論知識，利用電力系統(tǒng)仿真軟件BPA軟件為輔助工具，通

8、過輸出報告分析來電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。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》中簡單的例題做為例子，由給定的數(shù)據(jù)，然后使用BPA軟件進行續(xù)潮流計算，得出數(shù)學模型后進行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，功角穩(wěn)定，BPA應(yīng)用</p><p>　　Type of Fault on The Power System Angle</p><p>　　S

9、tability Analysis</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the application of power in the world of increasing competition in the electricity market under the conditions of security an

10、d stability of power system problems were becoming increasingly apparent. If you lose power system stability, so it is impossible to use the loss figures to be calculated. Power system is stable or not will seriously aff

11、ect the social and economic fields. In order to protect the interests of maximizing improve power system stability has become a world power constructi</p><p>　　Maintain the entire power system angle stabilit

12、y for systems bring the following benefits: on the one hand a stable system can bring a stable voltage, and improve power quality at the same time, but also to avoid causing a short circuit caused by high current and low

13、 voltage conditions, thereby reducing the risk of the power supply system; analysis from another aspect, if the power angle power system instability may occur some failure or malfunction of electrical protection, and ult

14、imately lead </p><p>　　This paper combines theoretical knowledge, the use of BPA power system simulation software software aids come through the output report analyzes the power system stability. The use of

15、"power system transient analysis" and "steady-state analysis of power systems" as the example of the simple examples from the given data, and then use the software to continue the trend of BPA calcula

16、ted the mathematical model for transient stability analysis after.</p><p>　　Keywords: Power system, Angle stability, The application of BPA</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

17、;<b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 研究意義2</p><p>　　1.3 分析方法2</p><p>　　1.4 研究內(nèi)容3</p><p>　　第2章 同步發(fā)電機模型4</p><p>　

18、　2.1 同步發(fā)電機關(guān)于電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定現(xiàn)象與機理4</p><p>　　2.2同步發(fā)電機的模型意義4</p><p>　　2.3同步發(fā)電機的七階模型推導6</p><p>　　2.4同步發(fā)電機的六階模型推導8</p><p>　　2.5同步發(fā)電機的五階模型推導9</p><p>　　2.6同步發(fā)電機的四階模

19、型推導9</p><p>　　2.7同步發(fā)電機的三階模型推導11</p><p>　　2.8同步發(fā)電機的三階模型推導12</p><p>　　2.8同步發(fā)電機的二階模型推導12</p><p>　　2.9同步發(fā)電機模型總結(jié)13</p><p>　　第3章 BPA的介紹和穩(wěn)定性分析15</p>

20、<p>　　3.1 BPA概述15</p><p>　　3.1.1 BPA的介紹15</p><p>　　3.1.2 BPA的功能15</p><p>　　3.1.3 BPA部分使用介紹16</p><p>　　3.2 例題8-1穩(wěn)定性分析19</p><p>　　3.2.1 單相短路設(shè)計24&l

21、t;/p><p>　　3.2.2 兩相短路設(shè)計26</p><p>　　3.2.3 三相短路設(shè)計27</p><p><b>　　結(jié)論30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　謝辭32</b><

22、;/p><p>　　附錄1 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》例題3-6的BPA潮流計算程序33</p><p>　　附錄2 《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》例題8-1的BPA潮流計算程序34</p><p>　　附錄3 《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》例題8-1的BPA單相短路暫態(tài)分析程序35</p><p>　　附錄4 《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》例題8-1的BPA兩相短路暫態(tài)分析

23、程序36</p><p>　　附錄5 《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》例題8-1的BPA三相短路暫態(tài)分析程序37</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　伴隨著世界各國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科學技術(shù)和社會發(fā)展也與時俱進。電能是社會

24、發(fā)展和科學技術(shù)前進中必不可少因素。由于我們處于電氣時代，現(xiàn)階段基本可以認為，電能已經(jīng)是人類賴以生存和發(fā)展的基本能源保障。因此電力行業(yè)在社會發(fā)展和科學進步中發(fā)揮著舉足輕重的作用。從反方面而言，失去電力工業(yè)的支持和應(yīng)用，那么就一定不會出現(xiàn)現(xiàn)階段如此飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟和科學技術(shù)。為了保持著飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟科學技術(shù)發(fā)展，必須保證穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，并且有它提供優(yōu)質(zhì)的電能。世界各國對電力系統(tǒng)運行和管理有這樣幾個基本要求。第一電能的安全，第二是優(yōu)質(zhì)的

25、電能質(zhì)量，第三是經(jīng)濟面向和滿足用戶的需求。在世界的生產(chǎn)生活中我們都知道沒有穩(wěn)定的電壓，用電設(shè)備就不能滿足用戶的要求，更嚴重的會影響用戶的生產(chǎn)生活。因此電壓是衡量電能質(zhì)量的中一個非常重要的因素。學習和查閱相關(guān)電氣工程及其自動化的專業(yè)的書籍，我總結(jié)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。因此保障供電系統(tǒng)功角穩(wěn)定能使電力系統(tǒng)安全可靠為用戶提供優(yōu)質(zhì)的能源。保障電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性同時能

26、夠減少電力系統(tǒng)運行成本。這符合現(xiàn)階段國家提出的可持</p><p>　　電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定包括三個方面的穩(wěn)定：</p><p>　　1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定。在我們研究范圍內(nèi)電力系統(tǒng)正常運行時遇到某些小干擾后，整個電力系統(tǒng)不發(fā)生非周期失步，通過一段時間后系統(tǒng)能自動恢復到初始正常運行狀態(tài)的能力。</p><p>　　2.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與靜態(tài)穩(wěn)定存在部分相同點，它們的不同

27、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。</p><p>　　3.電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定就是說我們所研究的系統(tǒng)受到干擾后。不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步[1]。</p><p><b>　　1.2 研究意義</b></p><p>　　從我們的國家性質(zhì)和現(xiàn)階段的國情出發(fā)，電力這個行業(yè)從建國到現(xiàn)在和大多

28、數(shù)能源行業(yè)一樣，受國家壟斷經(jīng)營并且管理的一體化。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(xiàn)了一些或大或小的問題。這些問題主要有：長時間不可預測和控制的停電、發(fā)電廠內(nèi)部設(shè)備浪費、電歇不穩(wěn)定等等[2]。通過近年來人們研究，各大國總結(jié)出不少寶貴的經(jīng)驗。另一個重大的問題是——電力市場。電力系統(tǒng)的功角與電力市場有著潛移默化的關(guān)系。兩者無論哪一方出現(xiàn)了問題都將相互影響。為了解決這個問題，在未來可能要對

29、過去經(jīng)營進行改革和創(chuàng)新。遵循公平競爭等原則，在有限的能源下走可持續(xù)發(fā)展道路，進行優(yōu)勝劣汰，取其精華，去其糟粕，完善電力工業(yè)體制，根據(jù)實際情況提出了新的要求和方法。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。</p><p>　　在我們國家電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題尤為突出，值得我們指出的是我國家是個重電源建設(shè)而輕電網(wǎng)建設(shè)的國家，這樣的模式在建國初期能夠滿足國家和人民的要求，但是長期的這樣運行，

30、導致對電力系統(tǒng)的電壓控制較為薄弱。這樣就出現(xiàn)了穩(wěn)定性的問題。伴隨著生產(chǎn)生活的進步，目前我國的負荷急速上升同時，如何保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究極其必要的，只有保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定才能達到人們生產(chǎn)生活的要求。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(jīng)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(shù)值積分方法并且盡可能節(jié)省機時與內(nèi)存，從而加快計算速

31、度，使它更具效率，也是另一個突破方向。</p><p><b>　　1.3 分析方法</b></p><p>　　《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》中對功角穩(wěn)定的分析方法主要以數(shù)值積分為基礎(chǔ)的時域仿真法和以能量函數(shù)為基礎(chǔ)的直接法。 本書對于功角穩(wěn)定的分析主要有以下這些方法。第一個是時域仿真法，利用數(shù)值計算的方法，根據(jù)所列出的數(shù)值求出受擾動微分方程組關(guān)于時間的解，做好根據(jù)發(fā)電機的功角

32、的變化來判別電力系統(tǒng)是否穩(wěn)定。將系統(tǒng)中的任意兩臺發(fā)電機轉(zhuǎn)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(jù)。時域仿真方法是從穩(wěn)定性的本質(zhì)出發(fā)，由于它計算準確可靠，經(jīng)過多年的見證時域仿真法符合工程實際的需求。這個方法得到廣泛的利用。另一個方法是直接法。由于時域仿真法的計算量很復雜，需要的計算的參數(shù)比較多。時域仿真法只能根據(jù)功角來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，不能得出穩(wěn)定裕度，因此不能滿足部分要求。 更重要的是它輸出信息利用率很低。世界各國為了克服

33、這些缺點，科學家關(guān)于能量函數(shù)的直接法由此誕生了。這種方法是根據(jù)能量的角度來做為判別依據(jù)。原理是就是利用一個輔助函數(shù)（即李雅普諾夫函數(shù)）的性質(zhì)來判斷系電力統(tǒng)穩(wěn)定與否[2]。它先構(gòu)造一個李雅普諾夫函數(shù)，這個函數(shù)必須符合系統(tǒng)穩(wěn)定。確定和系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時所對應(yīng)的李雅普諾夫函數(shù)值；這樣就可以比較擾動結(jié)束時的李雅普諾</p><p><b>　　1.4 研究內(nèi)容</b></p><p&

34、gt;　　合理科學的控制電力系統(tǒng)功角既能提高了穩(wěn)定性能、電力系統(tǒng)的安全水平，同時給電力行業(yè)從經(jīng)濟效益上帶來十分可觀的效益，然而電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題是一個個非常復雜的非線性問題，在眾多的方法中確定最佳求解方法已經(jīng)成為現(xiàn)階段電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的趨勢。</p><p>　　本論文通過總結(jié)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(jié)合教材上的例子。利用BPA電力系統(tǒng)仿真軟件進行潮流計算，在其中的得到報告表，分析某些

35、短路類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響。</p><p>　　第2章 同步發(fā)電機模型</p><p>　　2.1 同步發(fā)電機關(guān)于電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定現(xiàn)象與機理</p><p>　　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。電力系統(tǒng)的功角能否穩(wěn)定的最根本原因是發(fā)電機這一部分引起的。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。在系

36、統(tǒng)穩(wěn)定正常運行時進一步的解釋就是在正常運行的穩(wěn)態(tài)情況下，之所以能讓所有發(fā)電機轉(zhuǎn)子速度保持恒定，是因為系統(tǒng)中的發(fā)電機組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和原動機輸入的機械轉(zhuǎn)矩平衡原因。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(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)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(jié)果導致破壞了原動機和發(fā)電機的功率平衡，也就是說，在分析8-1的例子中，系統(tǒng)突然發(fā)生短路，原動機的機械功率不變，但

37、是輸出功率嚴重降低，因此發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩，這個過剩的轉(zhuǎn)矩導致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化。轉(zhuǎn)子的速度發(fā)生了變化導致發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間同時產(chǎn)生相對運動，由于發(fā)電機的的輸出功率和轉(zhuǎn)子的相對角度是相互影響相互作用的，由于故障的并沒有切除轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子之間的先對角度繼續(xù)發(fā)生變化。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)。這就是電力系統(tǒng)暫態(tài)書里關(guān)</p><p>　　2.2同步發(fā)電機的模型意義<

38、;/p><p>　　由于電力系統(tǒng)是一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，它不是有簡單的一臺發(fā)電機構(gòu)而是由數(shù)百臺發(fā)電機組成的一個復雜網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)還包括加勵磁系統(tǒng)，調(diào)速器和原動機等等，這些參數(shù)將會出現(xiàn)多維的復雜綜合問題，給計算帶來很大的不便。為了方便在不同的場合下使用，人們常對同步發(fā)電機的數(shù)學模型做不同程度的的簡化，使之能夠運用與實際工程問題當中，而不是只存在與書本當中。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

39、零軸繞組，則在計及dqfDQ5個繞組的電磁過度過程以及轉(zhuǎn)子機械過程時，電機分為7個模型[6]。對于一個擁有數(shù)百臺發(fā)電機的網(wǎng)絡(luò)中，外因此我們通過巧妙的簡化和替換，來減少計算帶來的壓力。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。同步電機的實際模型最重要的是簡化假定是忽略定子繞組暫態(tài)。從而令定子電壓微分方程中的，這樣就把它化為代數(shù)方程。這里其中有個條件就是在電力網(wǎng)絡(luò)和同步電機接口時。只讓

40、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(shù)化[6]。下面介紹各階的的導出思路。</p><p>　　首先根據(jù)磁鏈守恒得出同步發(fā)電機10個基本方程（、）：</p><p><b>　　公式（2-1）</b></p><p>　　經(jīng)過park變化后的磁鏈方程為下式</p><p><b>　　公式（2-

41、2）</b></p><p>　　在d軸和q軸的磁鏈方程可用（2-3）（2-4）表示</p><p><b>　　公式（2-3）</b></p><p><b>　　公式（2-4）</b></p><p>　　經(jīng)過park變化后的電壓方程可用（2-5）表示如下</p>&l

42、t;p><b>　　公式（2-5）</b></p><p>　　2.3同步發(fā)電機的七階模型推導</p><p>　　推導前定義以下一組電勢定子勵磁電勢、電機q軸空載電勢電機、q軸暫態(tài)電勢、電機次暫態(tài)電勢、電機的d軸次暫態(tài)電勢。</p><p><b>　　公式（2-6）</b></p><p&g

43、t;<b>　　公式（2-7）</b></p><p><b>　　公式（2-8）</b></p><p><b>　　公式（2-9）</b></p><p><b>　　公式（2-9）</b></p><p>　?。?）定子回路電壓電壓方程可得</

44、p><p><b>　　公式（2-10）</b></p><p><b>　　公式（2-11）</b></p><p>　?。?）轉(zhuǎn)子電壓方程有（2-5），（2-6）得出</p><p><b>　　公式（2-12）</b></p><p>　?。?）D軸阻

45、尼繞組的回路電壓表達式將（2-7）帶入（2-8）可得的表達式</p><p><b>　　公式（2-13）</b></p><p>　　同樣將（2-7）、（2-8）帶入（2-2）即可得d軸電流和D軸電流的關(guān)系式</p><p><b>　　公式（2-14）</b></p><p>　　將（2-13）

46、、（2-14）經(jīng)過（2-4）可得出D繞組的電壓方程</p><p><b>　　公式（2-15）</b></p><p><b>　　由于可化簡為</b></p><p><b>　　公式（2-16）</b></p><p>　?。?）Q軸阻尼繞組的電壓方程將（2-3）的第二式

47、兩邊同時乘以得到</p><p><b>　　公式（2-17）</b></p><p>　　由（2-3）的第一式解出帶入（2-17）得到</p><p><b>　　公式（2-18）</b></p><p>　　將（2-18）代入（2-3）得到和的關(guān)系</p><p><

48、;b>　　公式（2-19）</b></p><p>　　同樣將（2-4）得到Q軸繞組的電壓方程，并令得到</p><p><b>　　公式（2-20）</b></p><p>　?。?-5）轉(zhuǎn)子運動方程</p><p><b>　　公式（2-21）</b></p>&

49、lt;p><b>　　公式（2-22）</b></p><p>　　這樣有式（2-10）（2-11）（2-12）（2-16）（2-20）（2-21）（2-22）構(gòu)成的方程組就是發(fā)電機的7階方程了。</p><p>　　2.4同步發(fā)電機的六階模型推導</p><p>　　當需要考慮轉(zhuǎn)子超瞬變過程時，并且考慮發(fā)電機轉(zhuǎn)子的q軸g繞組。就是在五階

50、方程的基礎(chǔ)上再加一階，就構(gòu)成了六階模型。首先我們要先假設(shè)DQ繞組的時間常數(shù)比fg繞組的時間常數(shù)小，這樣我們就可以認為超瞬變過程是有DQ繞組決定，fg繞組決定瞬變過程。瞬變過程的同步發(fā)電機磁鏈方程可以寫為下形式。</p><p><b>　　公式（2-22）</b></p><p>　　將上面兩個方程消去得</p><p><b>　　

51、公式（2-23）</b></p><p><b>　　進行化簡</b></p><p><b>　?。?-24）</b></p><p><b>　　根據(jù)可得到以下方程</b></p><p><b>　　公式（2-25）</b></p&

52、gt;<p>　　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</p><p><b>　　公式（2-26）</b></p><p>　　這樣我們根據(jù)同樣的的計算方法介個gQ繞組的電壓方程得出</p><p><b>　　公式（2-27）</b></p><p>

53、;<b>　　公式（2-28）</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子運動方程同模型一</p><p><b>　　公式（2-29）</b></p><p>　　2.5同步發(fā)電機的五階模型推導</p><p><b>　　五階模型導出思路：</b></p><p&

54、gt;　　方程數(shù)為10個，7個狀態(tài)量（d、q、f、D、Q、、），忽略定子暫態(tài)，、均為0，降為5階，變量數(shù)變?yōu)?6個（、、、、、），假設(shè)和為已知量（勵磁繞組和原動機輸入），變量減為14個，通過方程數(shù)為10（、）+2（、）+2（dq軸網(wǎng)絡(luò)方程）=14個，可以求解。</p><p>　　求解時將、保留，用替代，用5個磁鏈方程消去3個轉(zhuǎn)子電流（）、、和2個定子磁鏈、，、、用、、代替。方程數(shù)為5（）+2（、）+2（dq軸網(wǎng)

55、絡(luò)方程）=9個，變量為11個（9個未知、、、、、、），可以求解[6]。</p><p><b>　　方程為：</b></p><p><b>　　公式（2-30）</b></p><p>　　2.6同步發(fā)電機的四階模型推導</p><p><b>　　四階模型導出思路：</b>

56、</p><p>　　首先在三階模型的基礎(chǔ)上引入有所對應(yīng)的d軸電動勢和d軸瞬變電動勢，利用四階模型和三階模型在d軸上的結(jié)構(gòu)相同，化簡為下列方程</p><p><b>　　公式（2-31）</b></p><p>　　消去得到q軸的磁鏈方程</p><p><b>　　公式（2-32）</b><

57、;/p><p>　　對q軸的磁鏈方程兩邊都乘以結(jié)合d軸電動勢得到瞬變電動勢</p><p><b>　　公式（ 2-33）</b></p><p>　　有已知q軸次暫態(tài)電動勢結(jié)合</p><p><b>　　公式（2-34）</b></p><p>　　此時消去將（2-34）代入

58、（2-32）中得到</p><p><b>　　公式（2-35）</b></p><p>　　對park方程進行改造，先令定子電壓方程中，得出</p><p><b>　　公式（2-36）</b></p><p>　　將（2-32）和（2-36）進行求解消去其中的這樣我們就能得到四階模型的定子電壓方

59、程</p><p><b>　　公式（2-37）</b></p><p>　　又因為轉(zhuǎn)子的電壓方程，和三階模型有點類似，在方程兩端</p><p>　　同時乘以結(jié)合（7）化簡為下面方程</p><p><b>　　公式（2-38）</b></p><p>　　同理g繞組方程為

60、在方程來那個段同時乘以結(jié)合（2-38）化簡為</p><p><b>　　公式（2-39）</b></p><p><b>　　對轉(zhuǎn)子運動方程為</b></p><p><b>　　公式（2-40）</b></p><p>　　另一轉(zhuǎn)子運動方程不變</p><

61、;p><b>　　公式（2-41）</b></p><p>　　這樣我們得出的（2-36）（2-37）（2-39）（2-40）（2-41）構(gòu)成的方程就所需的同步發(fā)電機的四階模型。</p><p>　　2.7同步發(fā)電機的三階模型推導</p><p>　　三階實用模型導出思路： 忽略定子繞組暫態(tài)和阻尼繞組作用，計及勵磁繞組暫態(tài)和轉(zhuǎn)子動態(tài)[2]

62、。</p><p>　?。?）忽略定子d、q軸暫態(tài)，即定子電壓方程中、均為零；</p><p>　　（2）在定子電壓方程中，，在速度變化不大的過渡過程中，誤差很?。?lt;/p><p>　?。?）忽略D、Q繞組，其作用可在轉(zhuǎn)子運動方程中補入阻尼項近似考慮。</p><p><b>　　導出思路如下：</b></p>

63、;<p>　　（1）派克方程中忽略D、Q繞組，方程數(shù)變?yōu)?個，變量數(shù)變?yōu)?2個（、、、、、），假設(shè)和為已知量（勵磁繞組和原動機輸入），變量減為10個。方程數(shù)為6（、）+2（、）+2（dq軸網(wǎng)絡(luò)方程）10個，可以求解[6]。</p><p>　　在忽略阻尼繞組的情況下，進行同步發(fā)電機的park變化，具體的就是將經(jīng)過park變化后的磁鏈方程（2-1）和經(jīng)過park變化后的電壓方程可用（2-4）變?yōu)?lt

64、;/p><p><b>　　公式（2-42）</b></p><p>　　計算后保留定子側(cè)的變量、，轉(zhuǎn)子變量、、用、、代替，然后用3個磁鏈方程消去、、。保留、、、、（7未知）和、（2已知）共9個變量，方程為3個電壓方程、2個轉(zhuǎn)子運動方程和2個dq軸網(wǎng)絡(luò)方程[6]。</p><p>　　2.8同步發(fā)電機的三階模型推導</p><p

65、>　　三階模型 狀態(tài)量：（、、）：</p><p><b>　　公式（2-42）</b></p><p>　　若計及反映q軸瞬變過程中的g繞組的四階模型 狀態(tài)量（、、、）：</p><p><b>　　公式（2-43）</b></p><p>　　2.8同步發(fā)電機的二階模型推導</p

66、><p><b>　　二階模型導出思路：</b></p><p>　　（1）恒定的二階模型，其狀態(tài)量為（、）：</p><p>　　先假定令，這樣就能可以認為在勵磁調(diào)節(jié)器的作用下使得保持不變對以上的模型進行簡化得到以下方程。</p><p><b>　　公式（2-44）</b></p>&

67、lt;p><b>　　恒定模型</b></p><p>　　忽略暫態(tài)凸極效應(yīng)，并且讓對上前兩個方程進行合并，就得到以下的二階模型</p><p><b>　　公式（2-45）</b></p><p>　　2.9同步發(fā)電機模型總結(jié)</p><p>　　現(xiàn)實中為了充分利用設(shè)備的容量，輸送更多的電力

68、，電力系統(tǒng)分析趨于精確及勵磁系統(tǒng)的同臺作用，采用發(fā)電機的三階及更高階的實用模型，這樣可以確保安全經(jīng)濟的運行。但是參數(shù)不可靠的情況下，采用二階模型可以可到更可靠的結(jié)果。另外系統(tǒng)很大的情況下，并且對數(shù)據(jù)的精度要求不是很苛刻的條件下，也是優(yōu)先采用二階模型，因為高階模型雖然得到的精度相對較高但是輔助的人力物力更多更大，所以優(yōu)先選擇二階模型。當要求勵磁系統(tǒng)動態(tài)時，可采用三階或五階，弱對實心轉(zhuǎn)子要及其q軸轉(zhuǎn)子的g繞組，則要才用四階或者六階。<

69、/p><p>　　總結(jié)所有的方程起源點都是從派克方程出發(fā)，首先導出了abc相坐標系下的同步電機有名值方程，接著利用派克方程將abc坐標系下的方程轉(zhuǎn)化為dq0坐標系下的同步電機又名值方程。根據(jù)方程，并給次相應(yīng)的d軸、q軸等值電路。定義了相應(yīng)的運算電抗，運算電導及其同步電機的實用參數(shù)，導出同步電機的各種實用方程，這幾種方程在電力系統(tǒng)的應(yīng)用十分普遍。所有的模型中均假設(shè)：令定子電壓微分方程中的并且一個重要的前提是在理想的電機

70、出發(fā)。由于同步電機的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的，我們將它歸為旋轉(zhuǎn)的鐵磁元件，并有多個繞組組成，其動態(tài)過程非常復雜，而它在電力系統(tǒng)中又至關(guān)重要，它是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性中不可或缺的一環(huán)。本次畢業(yè)設(shè)計的涉及主要內(nèi)容是電力系統(tǒng)功角穩(wěn)分析和影響。要求對發(fā)電機的模型進行分析和推導，更深入的理解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　第3章 BPA的介紹和穩(wěn)定性分析</p><p><b>　　3.1 BPA

71、概述</b></p><p>　　3.1.1 BPA的介紹</p><p>　　首先BPA軟件是由美國研發(fā)，1984 年以來我國電科院過通過對這個版本吸收和創(chuàng)新，順利的誕生中國版的BPA程序。BPA能夠兼容Windows 9x/NT/2000 平臺。目前主要以微機為主，它包括潮流程序、暫態(tài)穩(wěn)定程序、人機界面及圖形輔助計算分析程序等軟件?，F(xiàn)在我們使用的中國版BPA 是1990 版

72、BPA 程序的升級版。它經(jīng)過近些年投入大量的人力物力，增加了很多新的功能，例如新的勵磁模型，更多的負荷類型，增加對不對稱故障的處理能力，滿足實際現(xiàn)場工作的需求。BPA主要有以下三個幾個界面，它們分別是PSAP的界面：可以進行.dat,.swi,.pfo等文件進行運行、潮流計算界面：主要是編輯潮流程序的.dat文件、穩(wěn)定計算界面和數(shù)據(jù)文件編輯器界面：主要是編輯暫態(tài)程序.swi文件程序。其中BPA潮流計算程序是軟件的核心、有單線圖格式潮流圖

73、程序、地理接程序及穩(wěn)定曲線作圖工具為輔助工具，更加讓系統(tǒng)更加形象化，為用戶帶來很大的便利。BPA長時間廣泛應(yīng)用于在我國電力系統(tǒng)的各個部門。軟件計算范圍大、速度快、穩(wěn)定性高、仿真功能功能強等優(yōu)點。因此BPA成為我國電力系統(tǒng)分析計算中主要軟件之一。</p><p>　　3.1.2 BPA的功能</p><p>　　(1) 基本功能：潮流計算，也可進行包括雙端和多端直流系統(tǒng)的交直流混合潮流計算。

74、計算方法采用P－Q 分解法和牛頓－拉夫遜法相結(jié)合，以提高潮流計算的收斂性能。程序通常先采用P－Q 分解法進行初始迭代，然后轉(zhuǎn)入牛頓－拉夫遜法進行求解潮流[12]。</p><p>　　(2) 仿真聯(lián)絡(luò)線各功率控制：BPA軟件應(yīng)用發(fā)電控制的功能，無需手動控制系統(tǒng)線路功率交并且將它轉(zhuǎn)換用戶所需值。自動發(fā)電控制功能也稱AGC[12]。 </p><p>　　(3) 自動電壓仿真控制：同步發(fā)電機P

75、Q，PV，平衡節(jié)點的電壓控制。不僅能控制PQ、PV 和緩沖節(jié)點，它還具備同步發(fā)電機遠距離遙控高壓母線。</p><p>　　(4) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值：軟件根據(jù)REI的方法，能夠?qū)τ脩羲x的地方實行靜態(tài)等值，這樣可以保障等值網(wǎng)絡(luò)潮流計算結(jié)果與原始網(wǎng)的潮流結(jié)果大致一樣。</p><p>　　(5) 電力系統(tǒng)事故的影響分析：軟件能夠模擬電力系統(tǒng)中各個元件發(fā)生故障以后的狀態(tài)記錄他們的參數(shù)，用戶根據(jù)軟件

76、提供的N-1斷線法迅速找出系統(tǒng)的脆弱環(huán)節(jié)，根據(jù)系統(tǒng)的各個參數(shù)，制定補償和解決方案。提到穩(wěn)定性，提供更優(yōu)質(zhì)的電能，滿足用戶的需求。</p><p>　　(6) 系統(tǒng)靈敏度分析：找出電力系統(tǒng)的擾動量參數(shù)，通過軟件得到關(guān)于線路損耗、電機功角、節(jié)點電壓靈敏度和線路功率、網(wǎng)絡(luò)損耗等靈敏度分析報表。</p><p>　　(7) 節(jié)點P-V、Q-V和P-Q曲線：用戶可以在系統(tǒng)施加電壓、無功或有功擾動后，

77、程序可自動得出模擬一些曲線，它們是關(guān)于P-V、Q-V和P-Q變化。</p><p>　　(8) 多形式系統(tǒng)參數(shù)分析報告：用戶通過編寫潮流程序.dat文件，應(yīng)用控制語句填寫full，這樣可以在程序運行后的到多種類型的報告。系統(tǒng)有16種報告，用戶按照自己所需的可以進行選擇自己所需的報告。</p><p>　　(9) 系統(tǒng)負荷靜特性模型：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

78、件的模擬出電壓功能，分析他們對負荷的影響和作用。</p><p>　　(10) 檢查錯誤功能：和大多數(shù)程序編輯軟件一樣，當你編輯程序時，運行后，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，進行對程序的修改。</p><p>　　3.1.3 BPA部分使用介紹</p><

79、p>　　首先是BPA的系統(tǒng)和個文件運行的流程圖3-1。</p><p>　　圖3-1 BPA整體運行流程圖</p><p>　　1．第一步進入BSD-BPA的界面的圖標是：</p><p>　　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)點分類有不同的節(jié)點

80、卡片?？ㄆ奶砑訄D標為：</p><p>　　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)點數(shù)據(jù)卡。由于節(jié)點的類型分為三類，平衡節(jié)點，PQ，PV節(jié)點。節(jié)點卡片為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3-6的例子。B卡如下：</p><p>　　B bus_2 1 10.2

81、0.2</p><p>　　第1列填寫卡片的類型，基本的的卡片類型主要有節(jié)點卡B,線路數(shù)據(jù)卡L，變壓器卡T。第7~18列填寫節(jié)點的名稱和基準電壓，第19到20列填寫分區(qū)名。第21~30填寫有功負荷與無功負荷。第31~38分別填寫并聯(lián)有功負荷和并聯(lián)無功負荷。在3-6的例子中存在5個節(jié)點，節(jié)點1為平衡節(jié)點（使用BS卡），其他的都為PQ節(jié)點（B卡）。</p><p>　　線路是連接節(jié)點所必須的，

82、在BPA仿真軟件中線路卡片為L卡。格式如下：</p><p>　　L bus_1 1 bus_3 1 0.08 0.24</p><p>　　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)點的名稱和基準電壓。第19到20填寫分區(qū)名。第20~31填寫它所接的另一節(jié)點名稱和基準電壓。第38到40填寫并聯(lián)線路數(shù)目號。第39~50填寫線路的阻抗標幺

83、值。第51~62填寫線路對地電抗。第63~66填寫線路的長度。</p><p>　　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：</p><p>　　T B1 15.5 母線1 209. 0.130 18. 242.</p><p>　　第一列于B卡和

84、L卡一樣，填寫卡片的類型。第15到18填寫基準電壓。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。</p><p>　　3．程序編完后的運行按鈕為：</p><p>　　電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析3-6例題電路網(wǎng)絡(luò)如圖3-2，潮流計算程序為附表1，潮流結(jié)果輸出為圖3-3</

85、p><p>　　圖3-1 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析3-6系統(tǒng)圖</p><p>　　圖3-3 例題3-6 BPA仿真結(jié)果</p><p>　　3.2 例題8-1穩(wěn)定性分析</p><p>　　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8-1進行分析。圖3-2是例題8-1的系統(tǒng)圖。</p><p>　　圖3

86、-2電力系統(tǒng)暫態(tài)分析8-1系統(tǒng)圖</p><p>　　為了更方便的進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析，我們將圖3-2進行化簡，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)合例子進行分析，分別如圖3-3，圖3-4。</p><p>　　圖3-3短路前系統(tǒng)圖</p><p>　　圖3-4短路后系統(tǒng)圖</p><p>　　網(wǎng)

87、絡(luò)未發(fā)生故障正常運行時電勢E與無限大系統(tǒng)之間的電抗為</p><p><b>　　公式(3-1)</b></p><p>　　由短路后的系統(tǒng)圖3-4，短時增加一個附電抗，電勢E與無窮大的阻抗為</p><p><b>　　公式(3-2)</b></p><p>　　通過上式分析的出短路后電抗總是比系

88、統(tǒng)正常運行的時候小，還有另外一種情況是如果發(fā)生的是三相短路，那么為零，這是發(fā)電機就無法與系統(tǒng)無法聯(lián)系，我們可以認為發(fā)電機沒有輸出功率。由于發(fā)電機的電磁功率與功角存在一個正弦的關(guān)系，有圖3-3和圖3-4得出，它們的發(fā)電機的輸出功率短路前后分別為</p><p><b>　　公式(3-3)</b></p><p>　　這樣我們可以通過下面的曲線圖3-5。</p>

89、;<p><b>　　圖3-5功率曲線圖</b></p><p>　　由發(fā)電機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，保護裝置作用后為2。整個電力系統(tǒng)正常運行原動機的機械功率表示為。發(fā)電機的輸出功率為。當系統(tǒng)正常運行的時候存在。圖3-5的a是正常運行點，當這是發(fā)生短路時，系統(tǒng)電抗增大，發(fā)電機的輸出功率減小，但是原動機的的機械功率保持不變，這樣，這

90、是就存在一個產(chǎn)生一個功率差導致過剩轉(zhuǎn)矩，過剩轉(zhuǎn)矩會使得發(fā)電機的轉(zhuǎn)子加速，但是在短路的那一瞬間，運動的物體由于慣性的作用，轉(zhuǎn)子的角度不好瞬間變化。這時運行點由a變化到d，隨時間的變化，轉(zhuǎn)子加速，功角變大，運行點由d向k點移動，如果線路不存在繼電保護裝置，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動作，故障被切除，假設(shè)是在k點被切除，那么功率特性曲線變?yōu)镮I，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)電機的輸出

91、功率大于原動機的機械功率，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，此時運行點d向e運行，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)電機的平衡條件，運行點由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低開始回頭，由運行點e向b點靠近</p><p><b>　　公式(3-4)</b></p><p><b>　　經(jīng)過積分化為</b&g

92、t;</p><p><b>　　公式(3-5)</b></p><p><b>　　同理轉(zhuǎn)子減速階段</b></p><p><b>　　公式(3-6)</b></p><p><b>　　經(jīng)過積分變化為</b></p><p>

93、<b>　　公式(3-7)</b></p><p>　　由能量守恒得出等面積法則，結(jié)合圖3-5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。極限切除角表達如下。</p><p><b>　　公式(3-8)</b></p><p>　　將題8-1的各個參數(shù)代入以上

94、 </p><p>　　根據(jù)公式(3-1) ，</p><p><b>　　得到初始的功角</b></p><p>　　根據(jù)公式3-8得出極限切除角</p><p>　　結(jié)合電力系統(tǒng)仿真軟BPA軟件對以上例題進行分析，將編寫B(tài)PA潮流程序編寫運行，潮流文件.dat運行收斂后將得出潮流結(jié)果文件.pfo文件和新.b

95、as文件，潮流程序于附表2。接著進行暫態(tài)文件的.swi的編寫。暫態(tài)文件程序于附表三。</p><p>　　運行流程為以下步驟，第一步根據(jù)書本上提供的數(shù)據(jù)編輯潮流程序，運行如圖3-6：</p><p>　　圖3-6 8-1例題潮流運行部分結(jié)果圖</p><p>　　3.2.1 單相短路設(shè)計</p><p>　　單相短路暫態(tài)穩(wěn)定的操如下</

96、p><p>　　首先打開暫態(tài)分析文件編寫完的8-1單相短路.swi文件，程序于附表3。點擊圖標：潮選擇流結(jié)果文件8-1.bas (8-1.dat運行后生成的)形成下圖。我設(shè)定的是單相短路故障。并且定義故障時間為17周波時候。運算后如圖3-7</p><p>　　圖3-7 例題8-1 單項短路 故障時間為17周波發(fā)電機角度圖</p><p>　　從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電機角

97、度經(jīng)過一段時間的震蕩后又恢復到某一定值，繼續(xù)改變故障的時間，當故障時間設(shè)置到18周波時，運行程序如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 單項短路故障時間設(shè)置18周波時發(fā)電機功角圖</p><p>　　由圖像可以得出，單相短路在故障時間為17周波的時候功角能經(jīng)過一定時間的震蕩能夠恢復到穩(wěn)定，但是在故障時間為18周波的時候功角不停的增大，不能保持穩(wěn)定的角度，這樣可以得到極限切除時間為1

98、8周波。換算為時間是0.36秒</p><p>　　3.2.2 兩相短路設(shè)計</p><p>　　兩相短路暫態(tài)穩(wěn)定的操如下</p><p>　　首先打開暫態(tài)分析文件編寫完的8-1兩相短路.swi文件，程序于附表4。點擊圖標：潮選擇流結(jié)果文件8-1.bas (8-1.dat運行后生成的)形成下圖。我們設(shè)定的是兩相短路故障。并且定義故障時間為15周波時候。運算后如圖3-

99、9</p><p>　　圖3-9 兩相短路故障時間設(shè)置15周波時發(fā)電機功角圖</p><p>　　從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電機角度經(jīng)過一段時間的震蕩后又恢復到某一定值，繼續(xù)改變故障的時間，當故障時間設(shè)置到16周波時，運行程序如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 兩相短路故障時間設(shè)置16周波時發(fā)電機角度圖</p><p>　　由圖像可

100、以得出，單相短路在故障時間為15周波的時候發(fā)電機功角能經(jīng)過一定時間的震蕩能夠恢復到穩(wěn)定，但是在故障時間為16周波的時候功角不停的增大，能不能保持穩(wěn)定的角度，這樣可以得到極限切除時間為16周波。換算為時間是0.32秒。</p><p>　　3.2.3 三相短路設(shè)計</p><p>　　三相短路暫態(tài)穩(wěn)定的操如下</p><p>　　首先打開暫態(tài)分析文件編寫完的8-1兩相

101、短路8-1三相短路.swi文件，程序于附表5。點擊圖標：潮選擇流結(jié)果文件8-1.bas (8-1.dat運行后生成的)形成下圖。我們設(shè)定的是三相短路故障。并且定義故障在7周波時候。運算后如圖3-11</p><p>　　圖3-11 例題8-1三相短路故障時間為7周波功角穩(wěn)定圖</p><p>　　從圖上我們可以看出功角通過振蕩后又恢復穩(wěn)定，說明系統(tǒng)在繼電保護后能能夠保持功角穩(wěn)定，接下來我們

102、進行將故障時間設(shè)為8周波，這時運行如圖3-8</p><p>　　圖3-12 三相短路故障時間為8周波功角失穩(wěn)圖</p><p>　　從圖上我們可以看出故障時間延時一周波后功角失去穩(wěn)定。從而驗證以上對8-1例子的分析故障越早被切除功角更不容易失去穩(wěn)定，從另一方面也體現(xiàn)了等面積法則。極限切除時間就在7周波和8周波之間?；癁闃O限切除時間為0.16秒。</p><p>&

103、lt;b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計認真的分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的了解電力系統(tǒng)穩(wěn)定性中的功角穩(wěn)定。深入了解功角失去穩(wěn)定的原因，過程，產(chǎn)生的結(jié)果。經(jīng)過分別對《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》例題8-1做了單相短路，兩相短路，三相短路的出以下這些結(jié)論：在不同的短路類型中，三相短路的極限切除時間小于兩相短路和單相短路。故障時間越長，功角越容易失去穩(wěn)定。為了能夠保持有穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的電能，提高電力設(shè)

104、備的壽命，就必須保障整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全的運行。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的課題是故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析。本次設(shè)計讓我學會了很多東西。在導師的指導下，學會用BPA軟件計算一些簡單的潮流計算，推導同步發(fā)電機的七種模型，了解BPA軟件進行故障的設(shè)置于分析，學會看懂仿真軟件部分穩(wěn)定與不穩(wěn)定輸出的圖像。利用BPA仿真軟件計算出極限切除時間。分析幾種故障對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響。通過本次畢業(yè)設(shè)計將會對

105、往后的專業(yè)學習有著非常大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　陳珩， 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：中國電力出版社，2007.　</p><p>　　郭建剛，提高電網(wǎng)輸電能力重合時間的優(yōu)化設(shè)計[J]．農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2011，31(3)：109-113.</p><p>　　山霞，基于B

106、PA的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定時域仿真研究[J]．電工文摘，2010，3：16-19.</p><p>　　ChiangHD,FlueckAJ,ShahKS,etal.CPFLOW:Apracticaltoolfortracingpowersystemsteady-statestationarybehaviorduetoloadandgenerationvariations[J].IEEETransonPowerSyst

107、ems,1995,10(2):623-634</p><p>　　王永智，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定與功角穩(wěn)定問題綜[M].江蘇南京 南京出版社 2010</p><p>　　倪以信，陳壽孫，張寶霖．動態(tài)電力系統(tǒng)的理論和分析[M] .北京：清華大學出版社，2002.</p><p>　　周保榮，電力系統(tǒng)暫態(tài)安全分析算法研究[M] .天津大學出版社， 2001.</p&g

108、t;<p>　　胡緒強，高鍵，基于PSAT的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析[J]．科學技術(shù)與工程，2011，29(11)7101-7104.</p><p>　　電科院系統(tǒng)所電力系統(tǒng)分析軟件程序培訓手冊[M] .北京：中國電力科學研究院系統(tǒng)所，2000.</p><p>　　張秀釗，BPA與SMPOW應(yīng)用于電力系統(tǒng)仿真研究[J].云南電力技術(shù)，2007，35(2)：12-14.<

109、;/p><p>　　山霞，基于BPA的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定時域仿真研究[J]．電工文摘，2010，3：16-19.</p><p>　　BPA潮流程序用戶手冊(2.0版) [M] .北京：中國電力科學研究院，2000.</p><p>　　BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序用戶手冊(2.0版) [M] .北京：中國電力科學研究院，2000.</p><p>　　NI

110、ZARESCAC,ALVARADOFL.PointofcollapseandcontinuationmethodsforlargeAC/DC systems[J].IEEETrans.onPowerSystems,1993,8(1):1-8.</p><p>　　李光琦，電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M] .北京：中國電力出版社，2007 .</p><p><b>　　謝辭</b&g

111、t;</p><p>　　本次次畢業(yè)設(shè)計的題目是故障類型對電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響分析。畢業(yè)設(shè)計是大學教學過程中最后的環(huán)節(jié)，同時也象征著我的大學即將結(jié)束。</p><p>　　本論文全程由張嫣老師細心指導。經(jīng)過選題，開題報告，文獻綜述，軟件仿真。公式推導，編寫論文，張嫣老師不停的給我糾正錯誤。期間每次想放棄的時候，都是張嫣老師給我鼓勵給我希望。雖然最后的結(jié)果沒有讓老師滿意，但是還是努力的完成

112、老師給自己畢設(shè)期間的各項任務(wù)。老師認真嚴謹?shù)膽B(tài)度在各個方面影響著我。在我做畢業(yè)設(shè)計期間，我學會自己獨自查閱資料，分析問題，雖然我的未來可能不從事自己專業(yè)的工作，但是畢業(yè)設(shè)計期間我，我學會了更多課外的內(nèi)容和解決問題的辦法。由于自己大學期間的專業(yè)課基礎(chǔ)十分薄弱，張老師也沒有因此而放棄我，并且為我提供了許多專業(yè)知識上的指導和一些富有創(chuàng)造性的建議，假如沒有張嫣老師那種不放棄的精神，我可能早就放棄此次畢設(shè)。在這里我向張嫣老師說聲謝謝！</p

113、><p>　　于此同時，我得感謝在大學四年各位老師和給我指導的同學。專業(yè)基礎(chǔ)知識的薄弱讓我這次畢業(yè)設(shè)計困難重重。當我在查閱資料上遇到困難時，同組的同學也熱心幫助我。經(jīng)過老師深入淺出的課程設(shè)計講解，以及細微之處的獨到見解，使我對這次畢業(yè)設(shè)計有了一定的了解。同時我也還在其中學到了很多專業(yè)之外的東西，和一些為人處事的道理，學會與人交流。著些在理論課本上找不知識。、在這里我發(fā)自內(nèi)心的說聲：老師，您辛苦了，多謝你的不放棄！

114、本次設(shè)計中，，時間也比較倉促，在由于自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識及其薄弱，缺少經(jīng)驗，缺點和錯誤繁多，同時第一次如此系統(tǒng)的參加工程設(shè)計，懇切希望老師批評指正！</p><p>　　附錄1 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》例題3-6的BPA潮流計算程序</p><p>　　(POWERFLOW,CASEID=EMS,PROJECT=TEST)</p><p>　　/P_INPUT_LIST,

115、FULL\</p><p>　　/P_OUTPUT_LIST,FULL\</p><p>　　/P_ANALYSIS_RPT,LEVEL=4\</p><p>　　/NETWORK_DATA\</p><p>　　.234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*2345

116、67890*234567890</p><p>　　B bus_2 1. 1 20 20