單機無窮大算例系統(tǒng)說明1214

1、附錄一算例系統(tǒng)I1 .算例系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型算例系統(tǒng)采用的是文獻(xiàn)第12章所使用的單機無窮大系統(tǒng)，圖fl-1為其系 統(tǒng)單線圖。系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率是60Hz。下面分別介紹潮流計算和發(fā)電機初始狀態(tài) 計算，全部計算基于標(biāo)幺值。圖fll單機無窮大系統(tǒng)單線圖1.1. 潮流計算已知發(fā)電機機端電壓幅值為叁=1.0,無窮人母線電壓備=0.995Z00, 發(fā)電機有功出力R = 0.9,無功出力Qt=O,3。設(shè)說為發(fā)電機機端電壓相角,X2為發(fā)電機端口到無窮人母線之間的電抗之和，則根據(jù)卜列公式:_ E*b .Pt 可得到bo = siL （篙=siL （粽）=36 -1.2. 發(fā)電機初始狀態(tài)計算:發(fā)電機參數(shù)如下表所示:表fl發(fā)

2、電機參數(shù)表參數(shù)(不計飽和效應(yīng))數(shù)值直軸同步電抗Xd1.81直軸暫態(tài)電抗X；0.3直軸次暫態(tài)電抗X；0.23交軸同步電抗Xq1.76交軸暫態(tài)電抗X；0.65交軸次暫態(tài)電抗X；0.25直軸開路暫態(tài)時間常數(shù)T；o8.0直軸開路次暫態(tài)時間常數(shù)Td00.03交軸開路暫態(tài)時間常數(shù)T；。1.0交軸開路次暫態(tài)時間常數(shù)Tq00.07慣性時間常數(shù)H3.5s電樞電阻Ra0.003漏抗X0.16極對數(shù)p2由潮流結(jié)果可知，發(fā)電機定子電流Y (P + jQ)* it = 耳計算得 = 0.949/17.57。IN36°設(shè)即為發(fā)電機q軸相對于無窮人母線電壓的角度，機端電壓、電流與發(fā)電機內(nèi)電勢的關(guān)系，如圖fl-2所

3、示。fl-2同步電機的向量Eq是發(fā)電機等值電路中一個虛擬的計算用的電勢EQ = Et +(Ra+jXq)/t計算得=2.204Z81.940 。Eq = 1N36。4- (0.003 4-jl.76) X 0.949Z17.570 也就是說,=81.94°機端電壓國的直軸分量和交軸分量:ed = Etsin (6q-6e) = 1 X sin(81.94° - 36°) = 0.718eq = Et cos (8q 6e ) = 1 X cos (81.94° 36°) = 0.696定子繞組出口電流it直軸分量和交軸分量id = Itsin(

4、8q - 6e + 0)= 0.949 sin(81.94° - 36° + 18.49°) = 0.856iq = Itcos(8q - 5e + 0)= 0.949 cos(81.94° - 36° + 18.49°) = 0.411暫態(tài)電勢的計算公式為彥=展 + (Ra + jXd)It得戶' = 1N36。+ (0.003 + j0.3) X 0.949Z17.57* = 1.125Z49.84°不計發(fā)電機的飽和效應(yīng)，空載電勢0的計算Eq =EQ + l(Xd-Xq)得Eq = 2.204 + 0.856 X

5、 ( 1.81- 1.76 ) = 2.246813.發(fā)電機動態(tài)模型發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程dA 0)1k二瓦(以一一KM”)其中以-標(biāo)幺機械轉(zhuǎn)矩T標(biāo)幺電氣轉(zhuǎn)矩kd一一機械阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)如一一轉(zhuǎn)子角速度Pm-原動機功率Pe 電磁功率5轉(zhuǎn)子相對于同步旋轉(zhuǎn)參考軸的角位移，單位為電氣弧度。oo0同步轉(zhuǎn)速，= 27Tf0 = IOOtt/秒發(fā)電機經(jīng)典模型忽略暫態(tài)凸極效應(yīng)，也就是X； = X在暫態(tài)過程中，q軸阻尼繞組與勵磁繞 組磁鏈保持不變，于是百'保持不變。定子電壓方程Et = Ed I(R0+jXd)發(fā)電機三繞組模型忽略定子的電磁暫態(tài)，而考慮發(fā)電機轉(zhuǎn)子阻尼繞組作用的三繞組發(fā)電機模 型，也就是考慮到了

6、f繞組、D繞組、Q繞組的電磁暫態(tài)和轉(zhuǎn)子運動的機電暫態(tài) 的發(fā)電機模型。發(fā)電機定子電壓方程= Xq1 -R/dq = Eq - Xdid Raiq轉(zhuǎn)子f, D, Q繞組電勢方程分別如下:,dE；,丁亞不 = Efq - Eq + 1d(Xd XQTd0 學(xué)=-Eq - Id(xd - xd) + E； + Td0 端TqO j = -Ed +- X；)其中E；暫態(tài)電勢Efq一一-由勵磁電壓4所決定的假想空我電勢E；一直軸次暫態(tài)電勢E；交軸次暫態(tài)電勢2.算例系統(tǒng)的Matlab仿真模型在Mat lab環(huán)境中，從Simulink和SimPowerSystems中，選取所需元件模塊， 分別建立上述于恒定的

7、系統(tǒng)模型，其仿真模型如圖f-1中所示。主要可以分為 以下幾部分模塊。 同步發(fā)電機模塊 三相輸電線路模塊 無窮大節(jié)點的電壓源模塊 負(fù)荷模塊 故障模塊測量模塊為了計算方便，取模型系統(tǒng)的額定功率Sn = 1MVA,額定線電壓（有效值）= V3 * lOOOVo這與文獻(xiàn)的第12章中單機無窮大系統(tǒng)的參數(shù)（額定功率Sn = 2220MVA額定電壓匕=24AV）不同，但是兩個系統(tǒng)的標(biāo)幺值是一致的，故能夠保證分析結(jié)果的一致性。1.1. 步發(fā)電機模塊從 SimPowerSystems 的 “SimPowerSystems - Machines-Synchronous ” 路徑 下，分別選取經(jīng)典模型的發(fā)電機模塊和

8、二繞組模型的發(fā)電機模塊，用于搭建百'恒 定的系統(tǒng)模型。經(jīng)典發(fā)電機模型經(jīng)典發(fā)電機模型采用Simplified Synchronous Machine模塊,如圖fl-3 所示。Simplified Synchronous Machine pj Units圖 fl-3Simplified Synchronous Machine 模塊按照fl-1設(shè)置相關(guān)參數(shù)，如下圖所示：圖件4經(jīng)典發(fā)電機模型參數(shù)阻尼系數(shù)（damping factor）設(shè)為0.1的原因是：圖fl-1中的單機無窮大系統(tǒng)中 的發(fā)電機沒有阻尼，而Simulink仿真系統(tǒng)都是按照物理元件的實際情況進(jìn)行設(shè) 置的，現(xiàn)實中的發(fā)電機都是有阻尼的

9、。所以設(shè)置阻尼系數(shù)為0.1,既保證和圖fl-1 中的單機無窮大系統(tǒng)中的發(fā)電機近似，又能保證仿真模型能夠在這個阻尼的作 用下，一段時間后能夠達(dá)到穩(wěn)態(tài)。其中“初始條件"（Initial condition慘數(shù)中的th停 的角度）、ia、%、%（發(fā)電 機出口電流），詳見1.2節(jié)的計算結(jié)果。三繞組發(fā)電機模型三繞組發(fā)電機模型采用Synchronous Machine模塊，如圖fl-5所示。Synchronous Mach ne pu Standardfl-5 Synchronous Machine 模塊其參數(shù)設(shè)置如下圖所示:圖d6三繞組發(fā)電機模塊參數(shù)三繞組發(fā)電機模塊參數(shù)和經(jīng)典發(fā)電機模塊參數(shù)類似

10、。1.2. 相輸電線路模塊« C C R三相輸電皴路圖fl7三相輸電線路模塊仿真系統(tǒng)中的線路模型采用集中參數(shù)模型。不計輸電線路對地導(dǎo)納和線路電阻。圖fl-1中發(fā)電機端口到無窮人母線之間的電抗之和為xz = J0.5+J0.15 = j0.65 (pu)則線路電感的有名值為0)j0.65 X(同 V)21MVA27r x 60j0.65 x 327r x 60(H)模型參數(shù)設(shè)置如卜圖所示:件8三相輸電線路模塊參數(shù)1.3. 無窮大系統(tǒng)的仿真從 SimPowerSystems 的 u SimPowerSystems-Electrical Source-Three Phase Source”

11、路徑下，選取一個三相電壓源，將其視在功率設(shè)置為100MVA 遠(yuǎn)大于發(fā)電機的視在功率1MVA,故可以將其看做是一個無窮大電源。其模型 如下圖所示。圖fl-9電壓源模塊其端口電壓的有效值=0.995 XVN = 0.995 xV3(kV)x/R=10三相電壓源模塊的參數(shù)設(shè)置如下圖所示:圖fl-10電壓源模塊1.4. 負(fù)荷模塊力商模央1圖fl-11負(fù)荷模塊SimPowerSystems元件庫中的電感兀件（如三相輸電線路或者是變壓器）不能和電流源或者是被認(rèn)為是電流源的非線性元件(如發(fā)電機)直接相連，因此Matalab模型中在線路的兩側(cè)添加了負(fù)荷模塊，以滿足仿真環(huán)境的要求。如果沒有負(fù)荷模塊1,仿真系統(tǒng)在

12、啟動仿真時會報錯，所以要在發(fā)電機和 輸電線路之間安放一個負(fù)荷模塊。為了和fl-l中的單機無窮大系統(tǒng)在發(fā)電機和 輸電線路之間沒有負(fù)荷模塊，保證兩者最大程度的近似，其有功功率(Active power)設(shè)置為一個很小的數(shù)值，這里取O.OOlMWo圖fl-12負(fù)荷模塊1的參數(shù)fl-13負(fù)荷模塊2的參數(shù)1.5. 故障模塊在發(fā)電機機端加三相短路故障模塊，用于模擬發(fā)電機機端短路的情況。fl-13短路故障模塊故障類型設(shè)置為三相短路故障，接地電阻取0.001。設(shè)置故障起始時間200s,故障切除時間（200 +六）s,這里x是故障的持續(xù)的周波數(shù)，系統(tǒng)承受短路故障的時間為（1）s。通過更改x的值，就可以控制故60

13、障的大小。fl-14電路模塊參數(shù)1.6. 測量模塊測量模塊能夠在模型系統(tǒng)仿真時，將各參量的實時數(shù)據(jù)曲線清晰直觀的展 現(xiàn)出來，并可以將數(shù)據(jù)反饋到Matlab中的Workspace中，供進(jìn)一步分析或是繪 制圖表。功率測量模塊如下圖所示。*Vabcn=n% > >r>->1-1labc=Gain2 SoopeZ圖fl-15功率測量模塊1.7. 單機無窮大系統(tǒng)模型組合前文中的各個模塊，在Simulink仿真窗口中搭建圖fl-1所示的單機無 窮大模型。采用經(jīng)典發(fā)電機模塊所搭仿真系統(tǒng)如下:采用三繞組發(fā)電機模塊所搭仿真系統(tǒng)和采用經(jīng)典發(fā)電機模塊所搭仿真系統(tǒng) 相近，只是發(fā)電機模塊不同。1

14、.8. 型的驗證為驗證所搭的仿真系統(tǒng)是否準(zhǔn)確，將仿真過程中各物理量的穩(wěn)態(tài)值和L2 節(jié)計算得出的穩(wěn)態(tài)值相對照。0.949Z17.570表f-2仿真穩(wěn)態(tài)結(jié)果對照表L2節(jié)計算出的數(shù)據(jù)經(jīng)典發(fā)電機模型系統(tǒng)三繞組發(fā)電機模型系統(tǒng)發(fā)電機機端TT功功率R0.90.90.9發(fā)電機機端無功功率Q,0.30303發(fā)電機機端電壓耳10.9670.959E的相角6(49.84"49.8149.7定子繞組電流40.9490.9480.959無窮大系統(tǒng)母線電壓Eb0.9950.99650.9971對照可知，無論是發(fā)電機經(jīng)典模型系統(tǒng)還是發(fā)電機三繞組模型系統(tǒng)，各物理量穩(wěn)態(tài)值與1.2節(jié)計算出的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)值相近，且在容許的誤

15、差范圍內(nèi)，故可將。準(zhǔn)確性。已知發(fā)電機機端電壓幅值為耳=1.0,無窮大母線電壓后b = 0.995Z0% 發(fā)電機有功出力用=0.9,無功出力。=0,3。設(shè)5。為發(fā)電機機端電壓相角， Xx為發(fā)電機端口到無窮大母線之間的電抗之和，則根據(jù)下列公式：D EEb .Pt = -TT-sinSo可得到50 = sin-1 （也）=shr1 （） = 36°。uEtEB1X0.9953 .算例系統(tǒng)仿真在進(jìn)行仿真前，要設(shè)置仿真時采用的步長算法。由于模型是帶有發(fā)電機的“剛性系統(tǒng)”，所以選擇。de.23tb算法。ode-23tb 算法是在龍格庫塔的第一階段使用梯形法，第二階段用二階的Backward Di

16、fferentiation Formulas 算法，比 ode23t 算法和 odel5s 算法精度高。3.1. 不同擾動量情況下機電振蕩變化在發(fā)電機經(jīng)典模型仿真系統(tǒng)中，在發(fā)電機機端施加三相短路故障，觀察系 統(tǒng)在不同的擾動量（通過控制故隙持續(xù)時間x來實現(xiàn)）的條件下，系統(tǒng)機電振 蕩響應(yīng)曲線：發(fā)電機功角6曲線、轉(zhuǎn)速3曲線、輸出電磁功率2曲線的變化。 像圖fl-17那樣記錄響應(yīng)曲線前三個峰值點的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如表f-2所示。圖件17擾動量為3個周波時的功角響應(yīng)曲線表f3不同擾動量的條件下機電振蕩響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)擾動 情況故障 時間 （周波）峰值時間/幅值uniin/ 6nlinSmiii/ 6min匕/鼠水

17、cumin/311mJ max/3 minJmin/3藤mPminniaxPndn11039/97.01(23.05)0.92/73.96(0.53)1.43/93.51(0.51)0.67/0.9968(0.006)1.16/1.003(0.49)1.68/0.9976(0.52)0.228/-038(0.632)0.87/0.2518(0.642)138/-0.134(0.51)220392/101.4(29.44)0.94/71.96(0.548)1.44/96.75(0.5)0.665/0.996(0.008)1.157/1.004(0.492)1.715/0.997(0.558)0.

18、228/-0.402(0.687)0.887/0.285(0.66)1394/-0.154(0.507)330.42/108.4(39.08)0.985/69.72(0.565)1.51/101.7(0.525)0.7/0.9949(0.009)1.21/1.004(0.51)1.78/0.996(0.57)0.23/-0.477(0.819)0.937/ 03415 (0.707)1.46/-0.179(0.523)440.411/113.7(4538)1.019/68.32(0.608)1.558/1053(0.539)0.749/0.994(0.011)1.257/1.005(0.508

19、)1.848/0.996(0.591)0.228/-0.487(0.85)0.987/0.363(0.759)1.495/0.187(0.508)550.457/119.71.09/67.631.G4/108.90.815/0.99371.323/1.0061.93/0.99550.211/-0.4931.053/0.3371.5G1/-0.184(52.07)(0.633)(0.55)(0.012)(0.508)(0.607)(0.83)(0.842)(0.508)0.624/1.55/2.17/1.27/1.8/2.52/0.211/0.6/1.03/66125.876.63114.20.

20、99461.0050.9965-0.4160.058-0.118(49.17)(0.926)(0.62)(0.010)(0.53)(0.72)(0.474)(0.389)(0.43)76.5失稔整理得到的數(shù)據(jù)，得到擾動大小和振蕩周期頻率之間的關(guān)系如下表所示:表f4不同擾動量的條件下機電振蕩響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)故障持續(xù)時間（周波）初始幅值振藩周期/頻率123.051.04/0.96229.441.048/0.954339.081.09/0.917445.381.147/0.872552.071.183/0.845649.171.546/0.646分析表中數(shù)據(jù)可知:系統(tǒng)所加擾動量不同的情況下，隨著擾動量的

21、不斷加大，系統(tǒng)所遭受的沖擊 越大，相應(yīng)的故障響應(yīng)曲線峰值越大，振蕩周期越長，非線性動態(tài)電力系統(tǒng)的 初始運行點越遠(yuǎn)離系統(tǒng)的穩(wěn)定運行點。當(dāng)擾動量增大到一定程度時，有可能超 出系統(tǒng)的穩(wěn)定運行域，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。通過仿真發(fā)現(xiàn)當(dāng)擾動量為6.5個周期時， 系統(tǒng)失去穩(wěn)定。功角b失穩(wěn)轉(zhuǎn)速3失穩(wěn)輸出電磁功率P©失穩(wěn)圖fl-16擾動量為6.5個周波時系統(tǒng)失穩(wěn)3.2. 相同擾動條件下頻率響應(yīng)的變化研究機電振蕩中發(fā)電機功角b、轉(zhuǎn)速co、輸出電磁功率丹的振蕩周期的變 化有利于我們分析系統(tǒng)中對于振蕩期間對系統(tǒng)穩(wěn)定性起主要所用的模式。在三繞組發(fā)電機模型仿真系統(tǒng)中重復(fù)上述實驗，擾動量x為6個周波時， 仿真結(jié)果如下：表

22、f5擾動量為6個周波時機電振蕩響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)序號63峰值時間 /幅值半周期 時間半周期 基值峰值時間/幅值半周期 時間半周期 差值峰值時間 /幅值半周期 時間半周期 差值10.59/1341.13 /0.00590.551 /0.048321.42 /73.230.831.67 /-0.00510.540.894 /-0.1466034332.04 /11430.62-0.212366 /0.0040.6960.1561.404 /0.28680.510.16742.66 /80.730.6202.909 /-0.00340.543-0.1531.928 /-0.12780.5240.01453

23、.25 /107.40.59-0.033.552 /0.00270.6430.12.638 /0.17060.710.18663.85 /85.190.600.014.105 /-0.00230.553-0.093.195/-0.08540.557-0.15374.43 /103.20.58-0.024.72 /0.00190.6150.0623.821 /0.11530.6260.06985.010.5805.2780.558-0.05743940.573-0.053/88.08/-0.0016/-0.057895.59/100.40.5805.88 /0.00130.6020.0444.9

24、9 /0.08270.5960.023106.18 /89.990.590.016.444 /-0.00110.564-0.0385.563 /-0.03770.573-0.023116.75/98.480.57-0.027.037 /0.00090.5930.0296.148 /0.06060.5850.01212734/91.230.590.037.60 /-0.00070.563-0.036.735 /-0.02320.5870.002137.91/97.110.57-0.028.187 /0.00060.5870.0247.332 /0.04620.5970.01148.49 /92.

25、030.580.018.756 /-0.00050.569-0.0187.882 /-0.01290.55-0.033159.06/96.10.57-0.019335 /0.00050.5790.018.465/0.03620.5830.033169.63792.520.5709.905 /-0.00040.57-0.0099.0405/- 0.00530.5755-0.00751710.20/95.330.57010.483/0.000320.5780.0089.615 /0.02940.5745-0.0011810.78/92.790.580.0111.055/-0.00030.575-0

26、.00310.202/0.00010.5870.0125191136/94.740.58011.628/0.00020.573-0.00210.748/0.02510.546-0.0412011.94/92.910.58012.191/-0.00020.563-0.0111307 /0.00370.5590.013對表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知:在系統(tǒng)所遭受到的擾動量相同時，由于系統(tǒng)中存在著正阻尼，隨著時間的 增加，使振蕩能量不斷的消耗，振蕩幅值減小。同時，由于系統(tǒng)非線性因素的 影響，振蕩周期也相應(yīng)減小。當(dāng)擾動量為6個周波的時間長度時，能夠得到相同的結(jié)論。這對于我們采用軌跡辨識的分析方法(比如Pron

27、y方法)，獲取系統(tǒng)線性化的 低階模型，得到相應(yīng)傳遞函數(shù)，并且據(jù)此進(jìn)一步設(shè)計電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)提供 幫助。4 .無窮大節(jié)點為電壓源的建模建立一個三相對稱的無窮大電源，可以模擬電壓的幅值、頻率、相角層面的擾動。這個無窮大電源了系統(tǒng)的ABC三相輸出電壓分別為：Va = V0(H-AV)sin27Tf0(l 4- Af) - t -F A0 X IOOOa/24Vb = V0(l + AV) sin2irf0(l + Af) - t + A0 4- - it x 1000 V22LVc = V0(l + AV) sin27Tf0(l + AQ - t + A0 4- -it x 1000a/2其

28、中v0-一.單機無窮大電源節(jié)點的電壓幅值。V一電壓幅值擾動量AV = ge。sin(2irf - t + 0Xf頻率擾動量Af =t sin 2nf , t + % ,A0一一相角擾動量A。= C3e° - sin(2M-t+03。為擾動的衰減因子，f為擾動頻率，G C2、C3分別為AV、AL A8的擾 動初始幅值。8、02、%是擾動量的初始相角，單位為角。公式末尾乘以 1000四的目的是為了將標(biāo)幺值換算成有名值?；谏鲜龊瑪_動的無窮大電源壓源模型，在Matlab平臺搭建的子系統(tǒng)如圖 fl-4所示。fl-4含擾動的無窮大電源子系統(tǒng)下面分別介紹各個模塊的功能。輸入量模塊：左側(cè)為參量輸入

29、模塊，生成含10個參量的u向量u=V0, Ci，C2, C3, 0 , 0 , 0 , f, o, t JLCJ即ul = Vo, u2 =u3 = C3u10 = t Fen模塊Fen模塊是函數(shù)表達(dá)式模塊，可對輸入量進(jìn)行函數(shù)運算。Fcnl模塊的函數(shù)為：ul*(l+u2*exp(u9)*sin(2*pi*u8*u10+u5*pi/180)*1000*sqrt(2)是對輸入向量U的各個元素、u310進(jìn)行函數(shù)計算的結(jié)果。即Fen 1模塊輸出的是也就是+ sin(2irft+e 同)XV0(14-AV) X 1000V2Fcn2模塊的函數(shù)為：t + % 嬴2*pi*60*u10*(l+u3*exp(

30、u9)*sin(2*pi*u8*u10+u6*pi/180)2irf0 t 1 + C2ea - sin(2irf 也就是27if0(l 4- Af) - tFcn3模塊中的函數(shù)為u4*exp(u9)*sin(2*pi*u8*u10+u7*pi/180)也就是AB oFcn2和Fcn3輸出的結(jié)果在進(jìn)行求和運算（在sum模塊中實現(xiàn)）后，在Fcn4、Fcn5、Fcn6中加入A、B、C各相的初相角并計算相應(yīng)的正弦值。Fcn4中進(jìn)行的運算為sin（Fcn2中的參數(shù)+Fcn3中的參數(shù)）Fcn5中進(jìn)行的運算為sin(Fcn2中的參數(shù)+Fcn3中的參數(shù)4EFcn6中進(jìn)行的運算為sin(Fcn2中的參數(shù)+Fc

31、n3中的參數(shù)+|it) 也就是Fcn4 輸出sin2irfo(l + Af) t + A0Fcn5 輸出sin27rfo(l 4- Af) - t 4- A0 4-Fcn6 輸出sin2Ttfo(l 4- Af) - t + A0 4- -it3Product!,、Product2、Products模塊分別輸出的就是最終反饋至Simulink主 系統(tǒng)的Va、Vb、%的值。Productl輸出的結(jié)果二Fcn4輸出的結(jié)果XFcnl輸出的結(jié)果Product2輸出的結(jié)果二Fcn5輸出的結(jié)果X Fcnl輸出的結(jié)果Products輸出的結(jié)果二Fcn6輸出的結(jié)果X Fcnl輸出的結(jié)果它們的具體表達(dá)式為：%

32、= V0(l + AV) sin2irf0(l 4- Af) t + A04VB = Vo (1 + AV) sin27rf0(l 4- Af) - t + A0 4- -tt2% = V。(1 + AV) sin 2irf0 (1 + Af) t + A。+ -tt1.1.不同擾動量情況下機電振蕩變化在該模型中，改變無窮大系統(tǒng)內(nèi)擾動源的擾動頻率，觀察系統(tǒng)機電振蕩響 應(yīng)曲線：發(fā)電機功角b曲線、轉(zhuǎn)速3曲線、輸出電磁功率Pe曲線的變化。當(dāng)CO.l 時，6、3、Pe穩(wěn)態(tài)峰值如下圖所示。表f-55、3、Pg峰值表擾動頻率f00) ( X IO-*)Pe ( X 10-3 )6 max6 min5min

33、3 m檢wminWm.WminRtrnwR minRmin0.1084.80680.34874.45730.8711-0.60551.4766一一0.2084.94179.73255.20852.055-1.16273.2177,0.4085.92578.6175730754.9109-3.28578.19666.9881-0.01186.99990.6086.7026773512935147.696-8.947616.643614.9-27342.20.7086.114578.26997.84467.0213-8.872815.894120.9-29.850.70.8085.828877.2

34、8718.54177.8114-11.70219.513426.5-59.886.30.9085.507574.88310.624510.428-16.29426.72248.1-99.214731.084.778871.75913.019814.807-21.59836.40574.6-140.42151.183.325665.174418.151224.854-3137256.226119.1-206332541.1293.02450.742842.281264.995-72.339137334279.8420.3700.11.149737345.260352.112782.209-90.

35、625172.834363.4-515.1878.51.1696.911244.525152.386184.264-92.236176.5384.4-522.7907.11.1796.26344.58951.67483.997-91.652175.649388.4-520.3908.71.1895.54144.77750.76483.148-90.436173.584390.9-515.6906.51.293.846245.51548331280.604-87.125167.729390.1-500.98911385.202251.100134.102161.893-65.183127.076

36、337.5-399.7737.21.575.985258.499917.485336.4837.31773.797231.2-269.5500.71.775.522865.038710.484124.544-24.83149375173.7-209.1382.81.975.961868.79587.16618.689-18.85637.545146-177.9323.92.176.313870.86485.44915.322-15.40730.729132.2-161293.22.376.498772.16274.33613.111-13.11826.229124.4-149.2273.62.

37、576.79472.95393.840111.696-12.01123.707120.7-143.9264.6相角擾動量的幅值(C3=0.02)時， 6 . A3、A Pe隨擾動頻率的變化如下圖所示:7nnzuu180 -i An>1OU/ i on/ u100/ X wgn/ O V60 -40 一- 7V on -/u0 -IZV9Z86 IZP9Z 8rMm SZ6 ES o o o o o o oiVUUUUiiiiizzzi i i i i圖件7A Pe變化曲線當(dāng)0=0.05時,6、3、Pe穩(wěn)態(tài)峰值如下圖所示。表f5b、3、Pe峰值表擾動頻率 f63 (X10-4)Pc ( X

38、10-3)66 min6 mNmintomin3 m秋-3minPg macP° minPg max-Pp min0.183.136480.94760.3630.26690.283.195380.73340.8488-0.48040.483.796680.12892.2612-1.87832.3361-7.2560.584.246179.52653.4073-3.29914.966-11.30.684.190979.47183.9561-4.23037.7735-14.90.883.536380.2973.4435-3.87569.9383-16.41.083.209880.6453

39、3.2935-3.701313-18.71.183.138480.65223.431-4.013814.8-22.41.283.160380.27133.98544842218.1-33.81382.964479.5785.0664-6.079623.3-48.91.581.93177.25698.581-9.580948.6-86.71.780.77576.11629.9273-10.53264.4-100.81.980389176.54929.0465-9.374565.8-97.62.180.211977.0917.9844-8.157863.9-922.380.149377.53157

40、.0888-7.156462.6-88.42.580.085477.82826.3532-6.369461.1-84.11.1283.195880.61423.4898-4.179615.8-23.11.141.1683.088780.4823.6913-4.495116.2-291.1783.122380.44263.754-4.5791163-28.91.1883.073180.4013.8214-4.670816.8-30.1無擾動在不同PSS情況下，系統(tǒng)的穩(wěn)定情況表:KL=30KI=40KH=160KL=30等幅振蕩增幅振蕩收斂慢KI=40增幅振蕩等幅振蕩收斂快KH=160收斂慢收斂快

41、等幅振蕩PSS系統(tǒng)的Bode圖如下:Lf bvdF 3nd圖fl-11系統(tǒng)的Bode圖KL二30、KI=40、KH=160時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。只考慮KI、KH （也就是KL=O、KI=40. KH=160時），比同時考慮KL、KI、KH（也就是KL=30、KI=40> KH=160時）的穩(wěn)定性要高。當(dāng)減小模型中FL、Fl、FH參數(shù)時，曲線左移。反之，右移。參考文獻(xiàn)1 PRABHA KUNDUR.電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制.北京:中國電力出版社，2002劉取,電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及發(fā)電機勵磁控制.北京:中國電力出版社，20073西安交通大學(xué)等.電力系統(tǒng)計算,北京:中國電力出版社，19784動態(tài)電力系統(tǒng)

42、的理論和分析.電力系統(tǒng)計算.北京:中國電力出版社，1978擾動量為6個周波時，6、3、已的響應(yīng)曲線6響應(yīng)曲線3響應(yīng)曲線Pe響應(yīng)曲線擾動量為6個周波時，仿真結(jié)果如下:序號63峰值時間/幅值半周期 時間半周期 差值峰值時間/幅值半周期 時間半周期 差值峰值時間 /幅值半周期 時間半周期 差值10.59/1341.13 /0.00590.551/0.048321.42 3.230.831.67/ 0.00510.540.894 /-0.1466034332.04 /11430.62-0.212366 /0.0040.6960.1561.404 /0.28680.510.16742.66 /80.73

43、0.6202.909 /-0.00340.543-0.1531.928 /-0.12780.5240.01453.25 /107.40.59-0.033.552 /0.00270.6430.12.638/0.17060.710.18663.85 /85.190.600.014.105 /-0.00230.553-0.093.195 /-0.08540.557-0.15374.43 /103.20.58-0.024.72 /0.00190.6150.0623.821 /0.11530.6260.06985.01 /88.080.5805.278 /-0.00160.558-0.0574394 /

44、-0.05780.573-0.05395.59 /100.40.5805.88 /0.00130.6020.0444.99 /0.08270.5960.023106.18 /89.990.590.016.444/-0.00110.564-0.0385.563 /-0.03770.573-0.023116.75 /98.480.57-0.027.037 /0.00090.5930.0296.148 /0.06060.5850.01212734 /91.230.590.037.60A0.00070.563-0.036.735 /-0.02320.5870.002137.91 /97.110.57-

45、0.028.187 /0.00060.5870.0247332 /0.04620.5970.01148.49 /92.030.580.018.756/-0.00050.569-0.0187.882 /-0.01290.55-0.033159.06/96.10.57-0.019.335 /0.00050.5790.018.465/0.03620.5830.033169.63792.520.5709.905 /-0.00040.57-0.0099.0405/- 0.00530.5755-0.00751710.20/95330.57010.483/0.000320.5780.0089.615 /0.

46、02940.5745-0.0011810.78/92.790.580.0111.055/0.00030.575-0.00310.202/0.00010.5870.0125191136/94.740.58011.628/0.00020.573-0.00210.748/0.02510.546-0.0412011.94/92.910.58012.191 /-0.00020.563-0.0111307 /0.00370.5590.013擾動量為4個周波時，仿真結(jié)果如下:序號63峰值時間/幅值半周期 時間半周期 差值峰值時間 /幅值半周期B憫半周期 片值峰值時間 /幅值半周期 時間半周期 差值10.40

47、84/110.70.699 /0.00560.9375/0.321120.9691/68.040.56071.191 /-0.00490.4921.4449 /-0.17310.507431.493/103.30.5239-0.03681.782 /0.00410.5910.0992.021/0.19910.57610.068742.037/73.010.5440.02012.274 /-0.00360.492-0.0992.5288 /-0.11690.5078-0.068352.5583 /98.70.5213-0.02272.832/0.00310.5580.0663.0716/0.14280.54280.03563.0971/76360.53880.01753329 /-0.00270.497-0.0613.5959 /-0.08470.5243-0.018573.6172/95350.5201-0.01873.878 /0.00230.5490.0524.1214 /0.10810.52550.001284.1467/78.740.52950.00954379 /-0.0020.501-0.04