励磁控制与电力系统小干扰稳定

电力系统小干扰稳定性分析方法探讨摘要有关电力系统小干扰稳定性分析方法，本文就此进行了较为详细的介绍，并就各种方法进行了相应的探讨，在此基础上，把这些方法在应用上的优点、缺点以及能够适用的场合，进行了较为详细的分析关键词电力系统；小干扰稳定性分析方法；振荡模型0引言不同地区之间电力系统进行多重互联，有其利的一面，也有其弊的一面；借助于互联电力系统，不仅可以把有关输电的经济性大大提高，还可以把有关输电的可靠性大幅度提高，这是有利的一面；不利主要体现在，这种互联电网同时也会把很多新的动态问题诱发出来，从而使系统失去稳定的概率大大提高。

电力系统要维持安全运行必须满足一些基本要求，例如电压、频率以及小干扰都要具有相应的稳定性，而且这种稳定性应该是一种动态的稳定性，有关这些基本要求所处地位的特殊性及重要性，正随着电力系统的快速发展，逐渐受到人们的认识和重视。

20世纪70年代以来，因为小干扰稳定性的失去而带来电压崩溃或者系统震荡这种严重事故，都曾经发生在世界上很多国家的电力系统中，从而给这些国家经济的正常发展带来了巨大的威胁，致使经济出现极大的损失。

正是基于此，促使人们对有关电力系统小干扰稳定性这个问题的研究，明显要比上个世纪末来得重视，并且相应的投入也明显增多了；在今天，进行相关电力系统的规划以及为保障电力系统的安全运行，一定要重视对小干扰稳定性进行较为详细的分析，并且要把有关这个稳定性分析作为规划电力系统、保障电力系统安全运行的一个重要内容来对待。

1 有关电力系统小干扰稳定性的分析方法总体看来，有关电力系统小干扰稳定性的分析方法，主要有以下这几种。

1.1 数值仿真方法以下（I）式为一组微分方程，可用来描述电力系统，因为电力系统的扰动具有特定性，根据这个特定性，结合相关数值计算方法（非线性方程）可以把系统变量v （t ）有关其完整的时间响应准确计算出来。

研究电力系统暂态稳定性的一种普遍被采用的方法就是这种数值仿真法。

第7章 电力系统小干扰稳定分析电力系统在运行过程中无时不遭受到一些小的干扰，例如负荷的随机变化及随后的发电机组调节；因风吹引起架空线路线间距离变化从而导致线路等值电抗的变化，等等。

这些现象随时都在发生。

和第6章所述的大干扰不同，小干扰的发生一般不会引起系统结构的变化。

电力系统小干扰稳定分析研究遭受小干扰后电力系统的稳定性。

系统在小干扰作用下所产生的振荡如果能够被抑制，以至于在相当长的时间以后，系统状态的偏移足够小，则系统是稳定的。

相反，如果振荡的幅值不断增大或无限地维持下去，则系统是不稳定的。

遭受小干扰后的系统是否稳定与很多因素有关，主要包括：初始运行状态，输电系统中各元件联系的紧密程度，以及各种控制装置的特性等等。

由于电力系统运行过程中难以避免小干扰的存在，一个小干扰不稳定的系统在实际中难以正常运行。

换言之，正常运行的电力系统首先应该是小干扰稳定的。

因此，进行电力系统的小干扰稳定分析，判断系统在指定运行方式下是否稳定，也是电力系统分析中最基本和最重要的任务。

虽然我们可以用第6章介绍的方法分析系统在遭受小干扰后的动态响应，进而判断系统的稳定性，然而利用这种方法进行电力系统的小干扰稳定分析，除了计算速度慢之外，最大的缺点是当得出系统不稳定的结论后，不能对系统不稳定的现象和原因进行深入的分析。

李雅普诺夫线性化方法为分析遭受小干扰后系统的稳定性提供了更为有力的工具。

借助于线性系统特征分析的丰富成果，李雅普诺夫线性化方法在电力系统小干扰稳定分析中获得了广泛的应用。

下面我们首先介绍电力系统小干扰稳定分析的数学基础。

李雅普诺夫线性化方法与非线性系统的局部稳定性有关。

从直观上来理解，非线性系统在小范围内运动时应当与它的线性化近似具有相似的特性。

将式(6-290)所描述的非线性系统在原点泰勒展开，得式中：()()0ee x x xf x x f x A x x ∆=∆=∂+∆∂==∂∆∂∆如果()h x ∆在邻域内是x ∆的高阶无穷小量，则往往可以用线性系统的稳定性来研究式(6-288)所描述的非线性系统在点e x 的稳定性[1]：(1)如果线性化后的系统渐近稳定，即当A 的所有特征值的实部均为负，那么实际的非线性系统在平衡点是渐近稳定的。

电力系统小干扰电压稳定性实用分析方法研究摘要：电力系统电压稳定性对于电气设备正常运行具有重要意义，电压稳定性会受到各类因素影响，其中小干扰对电压稳定性的影响是电力系统运行中比较常见的类型。

电力系统小干扰电压稳定性实用分析方法的研究，能够通过不同分析方法的利用，对小干扰电压稳定性进行客观分析，为后续控制扰动提供良好的原理和依据，进而减少扰动对各种电气设备的负面影响，保证电力系统和电气设备的稳定运行。

关键词：电力系统；小干扰；电压稳定性；实用分析方法电力系统提供稳定可靠的电压条件不仅能够满足生产生活的需要，也可以保证电气设备的使用质量和寿命的提升，因此利用各类措施对电力系统稳定提供保保障尤为重要。

为了进一步保证电力系统稳定供电，需要格外关注电压稳定性的相关内容，现阶段电力系统电压会受到各种扰动因素的影响，其中扰动大小和扰动方式对电压稳定性造成的影响各不相同，而为了有效的降低扰动对电压造成的负面影响，则需要通过分析评估的方法具体分析干扰对电压造成的影响，准确测定其数值内容，故而应该重视电力系统小干扰电压稳定性实用分析研究[1]。

一、电力系统电压稳定性分析电力系统的电压稳定性是关系着电力系统整体稳定性的重要因素，通常指电力系统在某一稳定状态下运行，受到扰动因素影响后各负荷节点仍然维持原有电压水平的能力。

电压稳定性是一个受扰动影响后仍能维持稳定的能力，因此在进行电压稳定性研究时，对各种扰动因素的研究内容也比较多，根据研究扰动的大小和扰动时间，共分为小干扰电压稳定性、暂态电压稳定性、长期电压稳定性三个类别[2]。

其中小干扰电压稳定性是受到小扰动后，负荷电压恢复至扰动前水平的能力，通常为渐近稳定性；暂态电压稳定性是受到大扰动后，负荷节点维持原有电压水平的能力，通常为大扰动后几秒内的动态行为；而长期电压稳定性则是电力系统遭受大扰动或负荷增加、传输功率增大后，在0.5—30min的时间范围内，负荷节点维持电压水平能力，通常涉及长达数十分钟的动态过程[3]。

摘要............................................................... I II Abstract.. (IV)1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2励磁控制原理 (1)1.3 同步发电机励磁系统的介绍 (2)1.3.1励磁方式的发展 (2)1.3.2励磁调节的发展 (3)1.3.3励磁系统对电力系统稳定性的影响 (5)1.4本文的主要工作 (6)2 电力系统稳定 (6)2.1引言 (6)2.2电力系统稳定性概述 (6)2.3电力系统稳定性的研究方法和对象 (7)2.4电力系统的稳定性基本概念 (7)2.5电力系统静态稳定性的分析方法 (9)2.5.1小干扰法分析简单电力系统的静态稳定 (9)2.5.2根据特征值判断系统的稳定性 (10)3 基于MATLAB的电力系统静态稳定性的仿真与分析 (11)3.1引言 (11)3.2电力系统静态稳定性简介 (12)3.3简单电力系统的静态稳定性仿真 (13)3.3.1Simulink模型构建 (13)3.3.2MATLAB仿真分析 (15)4结论以及展望 (22)4.1本文的主要结论 (23)4.2 后续的工作展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)Abstract (IV)1 Introduction (1)1.1 Foreword (1)1.2 Excitation control principle (1)1.3 Introduction of synchronous generation excitation system (2)1.3.1 Development of excitation mode (2)1.3.2 Development of excitation regulation (3)1.3.3 The influence of excitation system on the stability powersystem (5)1.4 The main work of this paper (6)2 Power system stability (6)2.1 Foreword (6)2.2 Overview of Power system stability (6)2.3 Research methods and objects of power system stability (7)2.4 Basic concept of stability for power system (7)2.5 Analysis method for static stability of power system (9)2.5.1 The static stability of simple power system is analyedby small interference method (9)2.5.2 Judging the stability of the system according toeigenvalue (10)3 Simulation and analysis of static stability of power system based on MATLAB (11)3.1 Foreword (11)3.2 Introduction to static stability of power system (12)3.3 Static stability simulation of simple power system (13)3.3.1 Simulink model construction (13)3.3.2 Simulation analysis of MATLAB (15)4 Conclusions and Prospects (22)4.1 The main conclusion of this paper (23)4.2 Future work outlook (23)References (24)Acknowledgement (25)励磁系统对电力系统静态稳定性的影响摘要：由于我国远距离输电系统的发展、高压电网的建成以及大容量发电机组在电网中投入运行和联合电力系统地发展，一个要面临的重要问题是怎样保持电力系统稳定、安全、可靠地运行。

电力系统静态稳定性分析摘要近几年，电力系统的规模日益增大，系统的稳定问题越来越严重地威胁着电网的安全稳定运行，对电力系统的静态稳定分析也成为一个十分重要的问题。

为提高和保证电力系统的稳定运行，本文主要阐述了电力系统静态稳定性的基本概念，对小干扰法的基本原理做了研究，并利用小干扰法对简单的单机电力系统进行了简要的分析。

且为了理解调节励磁对电力系统稳定性的影响，本文做了简要要研究，并以单机系统为实例，进行了简单地分析。

本文通过搜集相关资料，整理了保证和提高电力系统静态稳定性的措施。

关键词：电力系统，静态稳定，小干扰分析法 ,励磁调节ABSTRACTIn recent years, the scale of power system is increasing,so system stability problem is increasingly serious threat to the safe and stable operation of power grid,and power system static stability analysis has become a very important problem.In order to improve and ensure the stable operation of electric power system, this paper mainly expounds the basic concept of the static stability of power system,using the small disturbance method basic principle to do the research, and the use of small disturbance method for simple stand-alone power system undertook brief analysis. And in order to understand the regulation of excitation effects on the power system stability, this paper makes a brief to research, and single system as an example, undertook simple analysis.In this paper, by collecting relevant information, organize the guarantee and improve the power system static stability measures.Key words power system , static stability, small signal analysis method of excitation regulator目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则11.2 本文采用的解决电力系统静态稳定性问题的方法11.3 课题研究的成果和意义1第2章电力系统静态稳定性简析22.1 电力系统的基本概念22.11电力系统的定义22.12电力系统的运行特点和要求22.2电力系统静态稳定性的基本概念22.21电力系统静态稳定性的定义22.22电力系统静态稳定性的分类32.23 电力系统静态稳定性的定性分析7第3章小扰动法分析简单系统的静态稳定性113.1 小扰动法基本原理113.2小扰动法分析简单电力系统静态稳定性12第四章调节励磁对电力系统静态稳定性的影响164.1 不连续调节励磁对静态稳定性的影响164.2 实例分析励磁调节对稳定性的影响17第5章提高电力系统静态稳定性的措施205.1提高静态稳定性的一般原则205.2 改善电力系统基本元件的特性和参数215.21 改善系统电抗215.22改善发电机与其励磁调节系统的特性215.23 采用直流输电225.3 采用附加装置提高电力系统的静态稳定性225.31 输电线路采用串联电容补偿225．32 励磁系统采用电力系统稳定器PSS 装置23 第6章结论24辞25参考文献26第1章 绪论1.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则电力系统是一个复杂的大规模的非线性动态系统，其稳定性分析是是电力系统规划和运行的最重要也是最复杂的任务之一。

电力系统小干扰稳定性分析作者：李彩霞，韩毅来源：《内蒙古科技与经济》 2015年第13期李彩霞1，韩毅2(1呼和浩特金桥热电厂；2呼和浩特热电厂，内蒙古呼和浩特O10010)摘要：阐释了电力系统小干扰稳定性的定义，并对电力系统小干扰稳定性分析中常用的几种分析方法做了介绍。

关键词：电力系统；稳定性；干扰；保持中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1007 6921(2015)13 0101 01电力系统在某一运行方式下，受到某种因素的干扰后，能迅速恢复到受干扰前的运行状态，或者恢复到另一种稳定的运行方式的能力称之为电力系统的小干扰稳定性。

前提是干扰的强度非常小，干扰前后的运行方式不会有太大的改变。

至于干扰源可以暂不考虑，因为电力系统时刻都在受到本身或外在的微小干扰。

因此，提高电力系统的小干扰稳定性是电力系统正常运行的基本条件之一。

1 电力系统的小干扰稳定和低频振荡小干扰失稳通常表现为两种形式：在系统受到干扰源干扰后，各发电机在同步的状态下功角拉开一直到失步；在系统受到干扰源干扰后，各机组之间的功角振幅偏离同步后不断增大产生振荡后一直到失步。

前一种失步叫做非周期失步后一种叫做振荡失步。

产生的原因分别是：系统中的同步转矩不够；系统中的阻尼不够。

低频振荡的表现形式主要有2种：区间振荡：是指在大的电力系统中当一部分机组与另一部分机组的频率不一致时导致对另一部分机组的振荡，而其振荡的频率范围大致在0.1Hz-0.7Hz之间；局部振荡：是指在相邻的几个发电机组之间由于某干扰源的干扰互相之间产生振荡，对系统的影响较小，其振荡的频率范围大致在0.7Hz-2.57Hz之间。

其中，第一种的危害比较大，会通过联络线引起全系统的振荡。

2电力系统小干扰稳定性分析方法电力系统是否能够稳定运行的重要因素之一是抗干扰能力，系统在遭遇小干扰后所产生的振荡在逐步递减，并且系统功角的偏移也在合理的范围之内则系统是稳定的；反之系统的振荡逐步增大直至失步与系统解列，则系统是不稳定的。