电力系统稳定器的设计 共25页，9386字
1 绪论
1.1 概述
现代电力系统需要加以解决与改善的问题很多，但概括起来主要是运行的经济性和可靠性两大类问题。
电力系统运行的安全可靠性问题，包括一个最为重要的内容—电力系统运行的稳定性，即电力系统在小干扰和大干扰作用下，不发生危及用户的振荡并能保持全系统的发电机组的同步运行状态的能力。这方面问题可称之为电力系统的稳定性问题。电力系统稳定性是可靠供电的重大问题，失去稳定的电力系统发电机不能正常供电，用户不能正常用电，严重时造成大面积的停电，对日常生活和经济发展都由重大影响。随着技术的发展一些新的部件如高压直流输电，静止无功补偿器，快速励磁系统等，这些东西增加了系统的复杂性，由加了许多新的问题，使得电力系统问题日趋严重[1]。
电力系统稳定性是与系统结构、运行方式、调节装置的参数和干扰的大小、地点以及延续时间等有关。在一种干扰下稳定的系统，在另一种更大的干扰下系统可能是不稳定的，所以说，没有绝对稳定的系统。随着系统容量的不断增大、大容量的机组台数不断增多、输电线路的增长，使系统稳定性破环事故有增加的趋势。因此，分析电力系统运行稳定性的规律，研究提高稳定性的措施，对保证电力系统安全运行可靠是非常重要的。
电力系统稳定问题分为静态稳定，暂态稳定和动态稳定。
静态稳定是指电力系统在小的干扰下，能回到原来的运行状态的能力。小扰动是指在这种干扰下，系统的状态变量变化很小。在静态稳定中，系统中任一输电回路在正常情况下或遭遇故障时传输的有功功率必须低于稳定运行的所允许的最大极限，并随时保留合理裕度，不会因为功率或系统电压的正常波动而导致系统间是电势角差非周期性的无限增大，导致系统失去稳定。所以运行中的发电机必须有足够的同步力矩储备，当系统正常波动引起发电机的输出有功功率波动时，不至于电势的相位角差将无限的增大，以至使系统失去稳定。
暂态稳定是指受到较大的干扰后，能过度到新的运行状态或回到原来运行状态的能力。有受到的是大的干扰，所以状态方程不能线性化。使得系统的结构和参数大幅度的变化。暂态稳定的要求是在第一或第二个振荡周期内，受影响的系统不对其他的系统产生影响。电力系统正常运行时，所有发电机都以同步转速旋转，这时并列运行的各发电机之间没有相位的相对变化，系统各发电机之间的电势差为常数，系统中各点电压和各回路的电流均不变。当电力系统由于各种原因受到干扰时（如短路、故
......
2 电力系统稳定问题的基本模型
电力系统的每一个主要元件的特性都对电力系统稳定产生影响。有关这些特性的知识对于理解和研究电力系统稳定是至关重要的。电力系统稳定及其控制技术与电力系统各电气元件的暂态特性有着非常密切的关系。为了分析电力系统静态稳定，并且进行有效地控制，必须首先研究电力系统电气元件的数学模型。它们包括:同步发电机、水轮发电机、汽轮机、调速器以及励磁系统等模型。
2.1同步发电机基本模型
影响电力系统动态特性的最主要元件是同步电机。同步发电机在dq0坐标系下的标么瞬时功率和电磁转矩方程分别为：
