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Simulink学习基础篇(三)--电力系统小信号稳定性理论研究

为了学习电力系统在Simulink上应用,我选择电力系统常见的同步发电机作为背景进行应用,并采用《POWER SYSTEM STABILITYAND CONTROL》作为理论基础资料,有兴趣的小伙伴可以关注我,大家一起研究。

在学习之前,相信很多小伙伴的第一个疑问是小信号稳定性究竟是什么?

所谓小信号稳定性,其实就是电力系统在面对微小扰动时仍能保持同步的能力。

这里面出现两个词语:“微小”和“扰动”。

那么电力系统对于“微小”的定义是什么?

对于电气专业而言,“微小”一词并不能用我们日常认知泛指代替,他需要一个具体的定义。故微小在电力系统中的定义就是系统响应结果的方程能够分析目的而被线性化。

而电力系统对于“扰动”的定义是什么?

第二词是“扰动”,对于小信号稳定性研究而言,并不是所有的扰动都属于,我们所说的“扰动”成因主要有两种:

1)因缺乏同步转矩而导致发电机转子角持续增大

同步转矩是指同步电动机或其他相关设备中,由定子旋转磁场与转子磁场相互作用而产生的转矩,它使转子能够以与定子旋转磁场相同的转速同步旋转,是实现电能与机械能转换的关键因素;而发电机转子角是指发电机转子磁场轴线与气隙合成磁场轴线之间的夹角。
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同步发电机磁场分布图——遵循转子的转速和定子绕组所产生的磁场转速严格同步

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同步发电机磁场外部图
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异步发电机——转子的转速和旋转磁场的速度永远不一样
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异步发电机——转子的转速和旋转磁场的速度永远不一样

个人理解

同步和异步的区别在于转子的转速和旋转磁场的速度是否一致,而他们结构差异在于转子——同步发电机的转子是永磁体(同性相斥,异性相吸),而异步发电机的是非永磁体(通过切割磁感线)。

2) 因缺乏足够的阻尼转矩而导致转子振幅逐渐增大的振荡现象

阻尼转矩是指电力系统在受到小干扰时,发电机转子上的转矩中用于抑制振荡的部分;转子振幅是指转子在旋转过程中偏离其理想旋转轴线的最大位移量,通常用于衡量转子振动的程度,是评估旋转机械运行状态的重要指标之一。

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