第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算

1、第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算2第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算3第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)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(jī)之間因同步力矩不足或電壓崩潰造成的非周電機(jī)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(dòng)態(tài)過程阻尼不足造成的周期性發(fā)散失去因系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”)。通常前者一般。通常前者一般不計(jì)調(diào)節(jié)器作用，采用簡單模型即可計(jì)算，而后不計(jì)調(diào)節(jié)器作用，采用簡單模型即可計(jì)算，而后者一般要考慮各種調(diào)

2、節(jié)器作用和復(fù)雜模型才能計(jì)者一般要考慮各種調(diào)節(jié)器作用和復(fù)雜模型才能計(jì)算出正確結(jié)果。算出正確結(jié)果。第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算5 XA Xu所有的特征值實(shí)部都為負(fù)，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)是穩(wěn)定的；所有的特征值實(shí)部都為負(fù)，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)是穩(wěn)定的； u只要有一個(gè)實(shí)部為正的特征值，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)是只要有一個(gè)實(shí)部為正的特征值，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)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(shí)部特征值但具有實(shí)部為零的不具有正實(shí)部特征值但具有實(shí)部為零的特征值，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)處于臨界穩(wěn)定的情況特征值，則系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)處于臨界穩(wěn)定的情況 。第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算6u u 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算7第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)

3、算8(1) 強(qiáng)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(jì)算彼此校驗(yàn)可與暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算彼此校驗(yàn)(3) 提供了方便實(shí)用的分析手段提供了方便實(shí)用的分析手段第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算9系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由一組非線性微分方程組描述：系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由一組非線性微分方程組描述：在運(yùn)行點(diǎn)附近線性化，把各狀態(tài)變量表示為其初始值與在運(yùn)行點(diǎn)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(jì)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(xiàng)，得：去各微增量的二次及高次項(xiàng)，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(jì)算11 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算12線 性 化時(shí) 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(jì) 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(jì)算13 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算14 小干擾穩(wěn)定計(jì)算作業(yè)定義基于暫穩(wěn)作業(yè)小干擾穩(wěn)定計(jì)算作業(yè)定義基于暫穩(wěn)作業(yè)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算作業(yè)計(jì)算控制信息特

5、征值搜索范圍小干擾穩(wěn)定計(jì)算作業(yè)算法控制信息算法和功能選擇時(shí)域/頻域輸入輸出信息第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算15第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算16第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算17第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算18u QR法；u逆迭代轉(zhuǎn)Rayleigh商迭代法；u同時(shí)迭代法；u線性化時(shí)域響應(yīng)計(jì)算；u線性化頻域響應(yīng)計(jì)算。第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)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(shí)迭代法應(yīng)用稀疏商迭代法和同時(shí)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(jì)算可用以輔助整定控制系統(tǒng)如小干擾頻

6、域響應(yīng)計(jì)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(shí)域響應(yīng)計(jì)算可用以校驗(yàn)特征值分析結(jié)果以小干擾時(shí)域響應(yīng)計(jì)算可用以校驗(yàn)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(jì)算20“計(jì)算信息計(jì)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(shí)迭代法和線性化時(shí)域商迭代法、同時(shí)迭代法和線性化時(shí)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(jì)算的特欄給出所要計(jì)算的特性值范圍和頻域響應(yīng)計(jì)算的頻域范圍；性值范圍和頻域響應(yīng)計(jì)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(jì)算迭代的信息以及時(shí)域欄中定義用于控制計(jì)算迭代的信息以及時(shí)域/頻域頻域響應(yīng)的計(jì)算總時(shí)間和計(jì)算步長響應(yīng)的計(jì)算總時(shí)間和計(jì)算步長 ，對于線性化時(shí)域響應(yīng)，對于線性化時(shí)域響應(yīng)計(jì)算，為時(shí)域響應(yīng)計(jì)算的積分步長，單位為秒計(jì)算，為時(shí)域響應(yīng)計(jì)算的積分步長，單位為秒(s)；對；對于線性化頻域響應(yīng)計(jì)算，為頻域響應(yīng)計(jì)算的步長，單于線性化頻域響應(yīng)計(jì)算，為頻域響應(yīng)計(jì)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(jì)算21對于線性化時(shí)域和頻域響應(yīng)計(jì)算，還需指定輸入對于線性化時(shí)域和頻域響應(yīng)計(jì)算，還需指定輸入和輸出信息和輸出信息 u點(diǎn)擊點(diǎn)擊“線性化線性化”按鈕

8、，在指定的初始運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)按鈕，在指定的初始運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)擊點(diǎn)擊“輸入選擇輸入選擇” 按鈕，指定時(shí)域或頻域響應(yīng)按鈕，指定時(shí)域或頻域響應(yīng)計(jì)算所需的輸入信息。計(jì)算所需的輸入信息。u點(diǎn)擊點(diǎn)擊 “輸出選擇輸出選擇”按鈕，指定時(shí)域或頻域響應(yīng)按鈕，指定時(shí)域或頻域響應(yīng)計(jì)算所需的輸出信息。計(jì)算所需的輸出信息。 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算22對于時(shí)域和頻域響應(yīng)計(jì)算，一個(gè)作業(yè)僅允許選對于時(shí)域和頻域響應(yīng)計(jì)算，一個(gè)作業(yè)僅允許選擇擇1個(gè)輸入變量個(gè)輸入變量 ,對于時(shí)域響應(yīng)計(jì)算，一個(gè)作業(yè)最多對于時(shí)域響應(yīng)計(jì)算，一個(gè)作業(yè)最多允許選擇允許選擇8個(gè)輸出變量；對于頻域響應(yīng)計(jì)算

9、，一個(gè)作個(gè)輸出變量；對于頻域響應(yīng)計(jì)算，一個(gè)作業(yè)僅允許選擇業(yè)僅允許選擇1個(gè)輸出變量。個(gè)輸出變量。第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算23u可將計(jì)算結(jié)果輸出為報(bào)表和曲線，也可將其直可將計(jì)算結(jié)果輸出為報(bào)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(shí)域響可輸出特征值分布圖、模態(tài)圖、線性化時(shí)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(jì)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(jì)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(shí)域響應(yīng)結(jié)果輸出線性時(shí)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(jì)算26第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算27（1）特征值簡表）特征值簡表 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)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(jì)算29（3）某個(gè)特征值對應(yīng)的模態(tài)圖）某個(gè)特征值對應(yīng)的模態(tài)圖 第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算30第5章小干擾穩(wěn)定計(jì)算31第5章小干擾