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现代电力系统的发展,对小扰动稳定研究提出了更高的要求。本文围绕基于解耦模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析和控制问题开展了以下工作:提出了多机电力系统的解耦降阶法,并基于此方法实现了多机系统小扰动稳定分析的频域降阶分析;基于解耦降阶法进行多机系统的PSS设计,并与传统设计方法进行比较;分别用特征值分析法和解耦降阶法对某区域电网的小扰动稳定性进行了分析,并提出改善稳定性的措施;编制了MATLAB多机电力系统小扰动稳定分析程序以及基于解耦降阶法的PSS设计程序。 本文提出了多机电力系统小扰动稳定分析的一种频域解耦降阶法。基于该方法从两个方面实现了多机系统小扰动稳定的频域降阶分析:通过偶极子对消的方法可以直观得到各机组的闭环主导极点:籍助各解耦单机系统的开环频率特性曲线和开环频域性能指标直观地分析多机系统的绝对稳定性和相对稳定性。该方法不仅实现了多机系统线性化模型的降阶,而且不会出现丢失系统主导极点的现象,同时解耦机组的稳定裕量或主导极点阻尼比还可直接为改善系统稳定性提供明确的信息。 本文对基于振荡模式分析的PSS设计方法进行改进,并提出了一种基于频域解耦降阶模型的PSS设计方法。改进的振荡模式设计法,不再需要对安装PSS的机组作单机无穷大系统等值,而是以多机系统线性化系数矩阵K1～K6的对角线元素代替单机无穷大系统线性化模型的线性化系数K1～K6进行计算,这一方法避免了对安装PSS的机组进行单机无穷大系统等值的困难。基于解耦降阶模型的PSS设计方法,完整地计及了其它机组对PSS安装机组的影响,并通过这种方法证实了改进的振荡模式设计法的合理性。 本文在K1-K6模型和C1-C15模型下,分别应用中国电科院PSASP程序和自编MATLAB程序对某区域62机428节点电力系统的小扰动稳定性进行分析,提出了PSS装设方案。结果表明,解耦降阶法与特征值法的计算结果相一致,所设计的PSS效果良好。