电力系统的静态稳定分析与研究

1.选题的意义
　　毕业设计是为实现高职院校培养高级应用型、技术型人才培养目标和城镇规划专业培养目标所必须的实践性教学环节。通过毕业设计强化学生对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养学生收集资料和调查研究的能力，-定的方案比较、论证的能力，-左的理论分析与设计运算能力，进- -步提高学生将知识综合运用的能力和适应实际的工作的能力。
　　电力系统是一个复杂的大规模的非线性动态系统，其稳左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- -. 电力系统的安全经济运行对国民经济的发展有着重要的影响。当前我国的电力负荷急剧增加，电力系统的容量越来越大，对电力系统安全运行的要求也越来越高。电力系统静态稳泄性问题已经成为制约电力系统安全运行的重要因素之一 .
　　从静态稳左分析可知，不发生自发振荡时，电力系统具有较高的功率极限，- -般也就具有较高的运行稳定度。从这些概念出发，可以得出提高电力系统稳泄性和输送能力的一般原则：尽可能地提高电力系统的功率 极限；抑制自发振荡的发生： 尽可能减少发电机相对运行的振荡幅度。
　　电力系统正常运行时，都难免会受到可能的小干扰，电力系统的静态稳定性是研究电力系统在某一运行方式下遭受微小扰动时的稳定性问题。
　　2.选题在该领域的水平和发展动态
　　现代社会政治、经济和文化生活的发展，以及人民生活水平的提高，不断增加对能量的需求。但 前社会所需要的大部分能量是以电能形式提供的，世界各国电能消耗占总的能量消耗的比重日益增大。所以，人均消耗电能疑已是标志每个国家经济发展水平的重要指标之- -. 与其他形式的能量相比，电能有-.系列优点：①电能可以很方便地转化成其他形式的能呈：：②电能便于传输：③可以很方便地改变用电量，所以既可以用于大生产的工厂企业，也可用于家庭生活。
　　电能需求的日益增长，促使发电设备的容量不断增大，同时也扩大了供电的范曲。电力系统就是在单个发电机组对邻近供电所形成的孤立电网的基础。上发展起来的，并向大型联合系统发展，这是世界各国电力工业发展的共同趋势。
　　电力系统稳左是一个非常复杂的问题，早期的稳泄问题是远方水电站经长距离输电线向大城市负荷中心供电产生的。为了以较少的投资取得较大的收益，加之早期缺乏辅助稳定装置，所以电力系统常常运行在比较靠近苴静态稳泄极限的情况，由于静稳储备不足导致电力系统在受到小扰动时就会发生失稳，而在相对较大的扰动情况下更是容易失稳。
　　所以，在现代化的电力系统中，保证电力系统安全供电已成为电力系统正常运行的首要问题，也就是|要求电力系统能量以-种质量合格的电能对用户连续供电，这也是电力系统静态稳左分析的意义。
　　3、设计中研究的内容和实施方案
　　研究内容为：
　　（1） 简单电力系统的静态稳左
　　（2） 小干扰法分析简单电力系统静态稳立性
　　（3）自动调节励磁系统对静态稳泄的影响
　　（4）多机系统的静态稳泄近似分析
　　电力系统静态稳定性是指电力系统正常运行时受到瞬时性的小干扰后，系统恢复到原始运行状态|的能力能恢复到原始运行状态，则系统静态是稳左的，否则就是静态不稳左的目前，电力系统稳立一般是按照电力系统承受扰动的大小分为静态和暂态稳宦两类电力系统的静态稳泄性是指电路系统受到小的干扰后，能够自动恢复到起始运行状态的能力：而电力系统的暂态稳左性是指电力系统受到大的干扰后，各同步发电机能够保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力。
　　其中用小干扰法对简单电力系统的静态稳定性进行分析。
　　研究电力系统遭受小干扰后的暂态过程及其稳左性的理论，是著名学者李雅普诺夫奠宦的李雅普诺夫理论根据这--理论来研究电力系统遭受小干扰后暂态过程的方法，称之为小干扰法该方法的步骤是：
　　列出电力系统遭受小干扰后的运行方程，这个运动方程包含各参数的微小增量；将所列的非线性微分方程线性化（因干扰微小，可在原始运等点附近线性化）；求解线性化的微分方程或用其他的方法来研究各参数|微小增量随时间变化的规律来确左这--暂态过程的性质，并判断系统是否稳泄。
　　实施方案：从静态稳加分析可知，不发生自发振荡时，电力系统具有较高的功率极限，- -般也就具有较高的运行稳左度。从这些概念出发，可以得出提高电力系统稳定性和输送能力的- -般原则：尽可能地提高电力系统的功率极限；抑制自发振荡的发生；尽可能减少发电机相对运行的振荡幅度。
　　从简单电力系统极限的表达式Pm二EU/X中可以看出，要提高电力系统的功率极限，应从提高发电机的电势E、减少系统电抗X、提高和稳左系统电压I;等方而着手。
　　抑制自发振荡，主要是根据系统情况，恰当地选择励磁调节系统的类型和整左其参数。
　　根据。上述一般原则，可以采取以下几个方而的措施提高电力系统的静态稳泄性：
　　（1） 改善电力系统基本元件的特性和参数：
　　（2） 采用附加装苣提高电力系统静态稳定性。
　　应该着重指出，无论采用哪种措施来提高电力系统静态稳泄性，除了考虑技术上实现的可能性之外，还必须考虑是否经济合理。有的措施对静态稳定和输送能力均有良好的作用，如提高系统功率极限的各种措施。
　　4.主要关键技术、 工艺参数和理论依据用小干扰法分析电力系统时要求：
　　（1）列出系统状态变量偏移量的线性状态方程：
　　（2）根据特征值判断系统的稳泄性：
　　（3）两机及多机系统的静态稳左近似分析： .
　　首先是：
　　1）两机系统的静态稳左分析： （比如对图中所示系统进行分析）（a）两级系统及其等值电路； （b》 电动势相量图这样的两机系统其状态方程就是两台发电机的转子运动方程。现在的问题是如何求得每台机的电磁功率偏移MAPo由于负荷是恒立阻抗，可看作是网络中的阻抗。
　　2）多机系统的静态稳左分析根据两机系统静态稳左的近似工程分析发法，可以很方便地推广到更复杂的多机系统中。
　　可见，讨论多机电力系统的静态稳立性，仍是以小干扰法为理论基础，首先列出各元件的微分方程，然后将它们综合起来得全系统的微分方程组，最后根据全系统微分方程组的特征方程，求特征值判别系统|是否为静态稳左。
　　利用MATLAB应用软件中的Command Windows 窗口输入由多机电力系统中计算出来的系数矩阵，完成|电力系统静态稳定特性的计算判稳过程程序或软件。它能够根据电力系统网络图及网络基本参数的设定来分析某一电力系统各运行参数的讣算，并由此判断出系统能否保持稳立。
　　5.设计的研 究特色和创新之处
　　设计的特色和创新之处是现在的电力系统越来越趋向于有多机系统，这样减少了由于电力系统中的单机电源受到危害或者不得不停机时而带来的不得不停止向用户供电的停电危害。多年来，多机系统从其产生到现在，实现了供电系统的飞跃：其功能从弱到强：其应用领域从小到大，实现了单电源向双机甚至是多机电源等各种任务的跨越。今天的电力系统静态稳立性并方而能力都已大幅提高，得到工业控制、民|用领域的认可，在各行各业发挥着越来越大的作用。可以预期，随着我国现代化进程的深入，多机电力系|统将在我国将有更广阔的应用天地。