第5章小干擾穩(wěn)定計算

1、第5章小干擾穩(wěn)定計算第5章小干擾穩(wěn)定計算2第5章小干擾穩(wěn)定計算3第5章小干擾穩(wěn)定計算4電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性既包括系統(tǒng)中同步發(fā)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性既包括系統(tǒng)中同步發(fā)電機之間因同步力矩不足或電壓崩潰造成的非周電機之間因同步力矩不足或電壓崩潰造成的非周期失去穩(wěn)定期失去穩(wěn)定(即通常所指的即通常所指的“靜態(tài)穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定”)，也包括，也包括因系統(tǒng)動態(tài)過程阻尼不足造成的周期性發(fā)散失去因系統(tǒng)動態(tài)過程阻尼不足造成的周期性發(fā)散失去穩(wěn)定穩(wěn)定(即通常所指的即通常所指的“動態(tài)穩(wěn)定動態(tài)穩(wěn)定”)。通常前者一般。通常前者一般不計調(diào)節(jié)器作用，采用簡單模型即可計算，而后不計調(diào)節(jié)器作用，采用簡單模型即可計算，而后者一般要考慮各種調(diào)

2、節(jié)器作用和復雜模型才能計者一般要考慮各種調(diào)節(jié)器作用和復雜模型才能計算出正確結(jié)果。算出正確結(jié)果。第5章小干擾穩(wěn)定計算5 XA Xu所有的特征值實部都為負，則系統(tǒng)在該運行點是穩(wěn)定的；所有的特征值實部都為負，則系統(tǒng)在該運行點是穩(wěn)定的； u只要有一個實部為正的特征值，則系統(tǒng)在該運行點是只要有一個實部為正的特征值，則系統(tǒng)在該運行點是不穩(wěn)定的；不穩(wěn)定的； u如果狀態(tài)矩陣如果狀態(tài)矩陣A不具有正實部特征值但具有實部為零的不具有正實部特征值但具有實部為零的特征值，則系統(tǒng)在該運行點處于臨界穩(wěn)定的情況特征值，則系統(tǒng)在該運行點處于臨界穩(wěn)定的情況 。第5章小干擾穩(wěn)定計算6u u 第5章小干擾穩(wěn)定計算7第5章小干擾穩(wěn)定計

3、算8(1) 強大的模型處理能力(2) 突破了系統(tǒng)規(guī)模的限制 (4) 可與暫態(tài)穩(wěn)定計算彼此校驗可與暫態(tài)穩(wěn)定計算彼此校驗(3) 提供了方便實用的分析手段提供了方便實用的分析手段第5章小干擾穩(wěn)定計算9系統(tǒng)的動態(tài)特性由一組非線性微分方程組描述：系統(tǒng)的動態(tài)特性由一組非線性微分方程組描述：在運行點附近線性化，把各狀態(tài)變量表示為其初始值與在運行點附近線性化，把各狀態(tài)變量表示為其初始值與微增量之和：微增量之和：12,1,2,iindxf (x xxindt)01,2,iiixxxin 第5章小干擾穩(wěn)定計算10將所得方程組在初始值附近展開成臺勞級數(shù)，并略將所得方程組在初始值附近展開成臺勞級數(shù)，并略去各微增量的二

4、次及高次項，得：去各微增量的二次及高次項，得：將其寫成矩陣形式：將其寫成矩陣形式：XA X11,2,niiijjd xfxindtx第5章小干擾穩(wěn)定計算11 第5章小干擾穩(wěn)定計算12線 性 化時 域 頻 域 響 應(yīng)用 基 于 稀 疏 性的 方 法 求 解 系統(tǒng) 特 征 值QR法 求 特 性 值系 統(tǒng) 狀 態(tài) 矩 陣 A系 統(tǒng) 增 廣 矩 陣 J系 統(tǒng) 元 件 線 性 化網(wǎng) 絡(luò) 線 性 化初 值 計 算公 用 數(shù) 據(jù) 及 模 型 庫潮 流 結(jié) 果 第5章小干擾穩(wěn)定計算13 第5章小干擾穩(wěn)定計算14 小干擾穩(wěn)定計算作業(yè)定義基于暫穩(wěn)作業(yè)小干擾穩(wěn)定計算作業(yè)定義基于暫穩(wěn)作業(yè)暫態(tài)穩(wěn)定計算作業(yè)計算控制信息特

5、征值搜索范圍小干擾穩(wěn)定計算作業(yè)算法控制信息算法和功能選擇時域/頻域輸入輸出信息第5章小干擾穩(wěn)定計算15第5章小干擾穩(wěn)定計算16第5章小干擾穩(wěn)定計算17第5章小干擾穩(wěn)定計算18u QR法；u逆迭代轉(zhuǎn)Rayleigh商迭代法；u同時迭代法；u線性化時域響應(yīng)計算；u線性化頻域響應(yīng)計算。第5章小干擾穩(wěn)定計算19uQR法求解系統(tǒng)的全部特征值和特征向量；法求解系統(tǒng)的全部特征值和特征向量；u逆迭代轉(zhuǎn)逆迭代轉(zhuǎn)Rayleigh商迭代法和同時迭代法應(yīng)用稀疏商迭代法和同時迭代法應(yīng)用稀疏矩陣技術(shù)求解系統(tǒng)的部分特征值和特征向量；矩陣技術(shù)求解系統(tǒng)的部分特征值和特征向量；u小干擾頻域響應(yīng)計算可用以輔助整定控制系統(tǒng)如小干擾頻

6、域響應(yīng)計算可用以輔助整定控制系統(tǒng)如PSS的參數(shù)；的參數(shù)；u小干擾時域響應(yīng)計算可用以校驗特征值分析結(jié)果以小干擾時域響應(yīng)計算可用以校驗特征值分析結(jié)果以及控制系統(tǒng)如及控制系統(tǒng)如PSS對系統(tǒng)穩(wěn)定性改善的效果等。對系統(tǒng)穩(wěn)定性改善的效果等。其中：其中：第5章小干擾穩(wěn)定計算20“計算信息計算信息”欄中的內(nèi)容僅用于稀疏算法，包括逆迭代欄中的內(nèi)容僅用于稀疏算法，包括逆迭代/Rayleigh商迭代法、同時迭代法和線性化時域商迭代法、同時迭代法和線性化時域/頻域響頻域響應(yīng)。其中：應(yīng)。其中：“特征值搜索范圍特征值搜索范圍”欄給出所要計算的特欄給出所要計算的特性值范圍和頻域響應(yīng)計算的頻域范圍；性值范圍和頻域響應(yīng)計算的頻

7、域范圍；“算法控制信算法控制信息息”欄中定義用于控制計算迭代的信息以及時域欄中定義用于控制計算迭代的信息以及時域/頻域頻域響應(yīng)的計算總時間和計算步長響應(yīng)的計算總時間和計算步長 ，對于線性化時域響應(yīng)，對于線性化時域響應(yīng)計算，為時域響應(yīng)計算的積分步長，單位為秒計算，為時域響應(yīng)計算的積分步長，單位為秒(s)；對；對于線性化頻域響應(yīng)計算，為頻域響應(yīng)計算的步長，單于線性化頻域響應(yīng)計算，為頻域響應(yīng)計算的步長，單位為弧度位為弧度/秒秒(rad/s)。第5章小干擾穩(wěn)定計算21對于線性化時域和頻域響應(yīng)計算，還需指定輸入對于線性化時域和頻域響應(yīng)計算，還需指定輸入和輸出信息和輸出信息 u點擊點擊“線性化線性化”按鈕

8、，在指定的初始運行點進按鈕，在指定的初始運行點進行全系統(tǒng)微分方程和代數(shù)方程的線性化行全系統(tǒng)微分方程和代數(shù)方程的線性化;u點擊點擊“輸入選擇輸入選擇” 按鈕，指定時域或頻域響應(yīng)按鈕，指定時域或頻域響應(yīng)計算所需的輸入信息。計算所需的輸入信息。u點擊點擊 “輸出選擇輸出選擇”按鈕，指定時域或頻域響應(yīng)按鈕，指定時域或頻域響應(yīng)計算所需的輸出信息。計算所需的輸出信息。 第5章小干擾穩(wěn)定計算22對于時域和頻域響應(yīng)計算，一個作業(yè)僅允許選對于時域和頻域響應(yīng)計算，一個作業(yè)僅允許選擇擇1個輸入變量個輸入變量 ,對于時域響應(yīng)計算，一個作業(yè)最多對于時域響應(yīng)計算，一個作業(yè)最多允許選擇允許選擇8個輸出變量；對于頻域響應(yīng)計算

9、，一個作個輸出變量；對于頻域響應(yīng)計算，一個作業(yè)僅允許選擇業(yè)僅允許選擇1個輸出變量。個輸出變量。第5章小干擾穩(wěn)定計算23u可將計算結(jié)果輸出為報表和曲線，也可將其直可將計算結(jié)果輸出為報表和曲線，也可將其直接輸出至文件；接輸出至文件；u提供了與其它常用軟件分析工具的接口，可將提供了與其它常用軟件分析工具的接口，可將結(jié)果輸出至結(jié)果輸出至Excel和和Matlab ；u可輸出特征值分布圖、模態(tài)圖、線性化時域響可輸出特征值分布圖、模態(tài)圖、線性化時域響應(yīng)曲線以及線性化頻域響應(yīng)的幅頻特性、相頻特應(yīng)曲線以及線性化頻域響應(yīng)的幅頻特性、相頻特性、乃奎斯特曲線等性、乃奎斯特曲線等 。第5章小干擾穩(wěn)定計算24結(jié)果輸出環(huán)境結(jié)果輸出環(huán)境第5章小干擾穩(wěn)定計算25u 特征值及特征向量輸出特征值及特征向量輸出u 線性時域響應(yīng)結(jié)果輸出線性時域響應(yīng)結(jié)果輸出u 線性頻域響應(yīng)結(jié)果輸出線性頻域響應(yīng)結(jié)果輸出第5章小干擾穩(wěn)定計算26第5章小干擾穩(wěn)定計算27（1）特征值簡表）特征值簡表 第5章小干擾穩(wěn)定計算28（2）特征值分布圖）特征值分布圖 第5章小干擾穩(wěn)定計算29（3）某個特征值對應(yīng)的模態(tài)圖）某個特征值對應(yīng)的模態(tài)圖 第5章小干擾穩(wěn)定計算30第5章小干擾穩(wěn)定計算31第5章小干擾