Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性1.課文內(nèi)容簡介：16.1節(jié)介紹電力系統(tǒng)的基本特性及組成部分；16.2節(jié)介紹電力系統(tǒng)中的自動控制系統(tǒng)，包括：本地控制和中央控制。簡述了渦輪發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)速器的工作原理及最優(yōu)調(diào)度；16.3節(jié)介紹同步發(fā)電機的幾種勵磁器如靜止勵磁器和無刷勵磁器等;16.4節(jié)介紹渦輪調(diào)速器的控制原理；Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性16.5節(jié)介紹負荷-頻率控制的兩個主要目標及其實現(xiàn)方法；16.6節(jié)介紹經(jīng)濟調(diào)度中遇到的重要問題，簡單介紹了解決該問題的線性規(guī)劃的最優(yōu)潮流算法；16.7節(jié)介紹電力系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性的概念和主要研究的內(nèi)容；2.文中涉及的理論知識參考《電機學》中同步發(fā)電機部分和《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》中潮流計算和頻率調(diào)整部分。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性Invariablyadv.

總是synchronousgenerator

同步發(fā)電機primemover原動機hydraulica.

水力的mechanicala.

機械的circuitbreaker斷路器insulationn

絕緣confinen

限制，邊界statorn

定子backbonen

主干網(wǎng)powerfactor功率因數(shù)resistivea.電阻的inorder整齊，按順序bulkn

大（量），大批substationn

變電站pole-mounted桿上，柱上turbine-generator

渦輪發(fā)電機regulatorn

調(diào)節(jié)器governorn

調(diào)速器generatorexciter

發(fā)電機勵磁器magnituden

幅值fieldwinding勵磁繞組voltagetransformer

電壓互感器rectifiern

整流rotorn

轉(zhuǎn)子tap-changingtransformer

抽頭變壓器3.生詞與短語Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性dioden二極管nonlinearityn非線性saturationn飽和unitstep單位階躍exponentiallyadv.

以指數(shù)方式compensatorn補償裝置overshootn超調(diào)量firstderivative一階導數(shù)subtractv減shortcircuit短路electricaltorque電磁轉(zhuǎn)矩accelerationn加速度deceleratev減速proportionala.成比例的acceleratev加速frequencydeviation

頻率偏移outagen斷電dieseln柴油spinningreserve

熱備用megawatt兆瓦optimalpowerflow

最優(yōu)潮流slipring滑環(huán)brushn電刷brushlessexciter

無刷勵磁rectifyvt改正，整流thyristorn晶閘管armaturewinding

電樞繞組Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性temporarya.暫時的bypassvt繞過，避開impose(6)v施加，強加violationn違反，違規(guī)deregulationn放松管制enforcevt強制，強迫algorithmn算法iteratevt迭代subjectto

使服從，以……為條件gradual(7)a.逐漸的phaseangle相位角nominala.額定的overloadv超負荷faultn故障deadband死區(qū)assistin輔助，協(xié)助biasn偏差，偏移integrala.積分allocatevt分配，分派dispatchvt調(diào)度，派遣discretea.離散，離散的intervaln

間隔，時間間隔accumulatev積累minussign負號adequatelyadv充分地attemptto嘗試，試圖randoma隨機的spuriousa.偽造的，假的Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性elastica.有彈性的stringn線，細繩atrest靜止，不動oscillationn振蕩fluctuatev變動，起伏collapsev崩潰large-scalea.大型的alternatelyadv交替地，輪流地

algebraica.代數(shù)的differentiala.微分的versusprep對swingv,n擺動，擺幅interactvi

相互作用（影響）stabilizev穩(wěn)定destabilizev失穩(wěn)

4.難句翻譯[1].Single-phaseresidentialandcommercialloadsaredistributedequallyamongthephasessoastoeffectivelyformabalancedthree-phasesystem.

單相住宅和商業(yè)負荷均衡地分布在各相中，因而有效地組成了三相平衡系統(tǒng)。[2].Asimilardiagramforthedistributionsystemcanbedrawnwithbulksubstationsreplacingthegeneratorsasthesourcesofpowerandwithlower-levelloadsreplacingthebulkpowerloadsshowninFig.16-1.

一個相似的配電系統(tǒng)圖可以由多個變電所和低壓負荷組成組成，變電所代替了作為功率來源的發(fā)電機，而低壓負荷代替了在圖16-1中的功率負荷。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[3].WhenareferencevoltageVrefisraised(orlowered),theoutputvoltageVroftheregulatorincreases(ordecreases)theexcitervoltageEfdappliedtothegeneratorfieldwinding,whichinturnactstoincrease(ordecrease)Vt.

當參考電壓Vref升高(或降低)時,調(diào)節(jié)器的輸出電壓Vr使施加在發(fā)電機勵磁繞組的電壓Efd增加(或減少),隨后發(fā)電機勵磁繞組的勵磁電壓Efd作用,從而增加(或減少)發(fā)電機端電壓Vt。[4].Thegovernoralsomonitorsrotorspeedωm,whichisusedasafeedbacksignaltocontrolthebalancebetweenpmandtheelectricalpoweroutputpeofthegenerator.

調(diào)速器還監(jiān)測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速作為一個反饋信號用來控制發(fā)電機機械功率和電磁功率的平衡。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[5].Today’ssystemsarecomposedofinterconnectedareas,whereeachareahasitsowncontrolcenter.

現(xiàn)在的系統(tǒng)都是由互聯(lián)區(qū)域組成的，其每個區(qū)域都有它自己的控制系統(tǒng)。[6].Thisinformationisusedbyautomaticload-frequencycontrol(LFC)inordertomaintainareafrequencyatitsscheduledvalue(60Hz)andnettie-linepowerflowoutoftheareaatitsscheduledvalue.

自動負荷-頻率控制使用這些信息把頻率維持在60赫茲，并使流出該區(qū)域的凈聯(lián)絡(luò)線功率為預(yù)定值。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[7].Forbrushlessexciters,ACpowerisobtainedfroman“inverted”synchronousgeneratorwhosethree-phasearmaturewindingsarelocatedonthemaingeneratorrotorandwhosefieldwindingislocatedonthestator.

就無刷勵磁機而言，需要從同步發(fā)電機中獲取交流功率，其三相電樞繞組位于主發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上，其勵磁繞組位于定子上。[8].Inpractice,high-gain,fast-respondingexcitersprovidelarge,rapidincreasesinfieldvoltageEfdduringshortcircuitsatthegeneratorterminalsinordertoimprovetransientstabilityafterfaultclearing.

在實際中,高增益、快速響應(yīng)的勵磁器在發(fā)電機機端短路時可以提供迅速增長的勵磁電壓,以提高故障清除后的暫態(tài)穩(wěn)定。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[9].Whenanelectricalloadchangeoccurs,thetuibine-generatorrotoracceleratesordecelerates,andfrequencyundergoesatransientdisturbance.

當電力負荷發(fā)生變化時，該渦輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子就會加速或減速，其頻率就會出現(xiàn)一個短暫的干擾。[10].Inapowersystemconsistingofinterconnectedareas,eachareaagreestoexportorimportascheduledamountofpowerthroughtransmission-lineinterconnections,ortie-lines,toitsneighboringareas.

在一個由互聯(lián)區(qū)域組成的電力系統(tǒng)中，通過互聯(lián)傳輸線或者聯(lián)絡(luò)線，每一個區(qū)域都能夠輸入或輸出既定功率給其相鄰的區(qū)域。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[11].Eachareashouldmaintainthenettie-linepowerflowoutoftheareaatitsscheduledvalue,inorderfortheareatoabsorbitsownloadchanges.

每一個區(qū)域應(yīng)該按其預(yù)定值維持輸出到其他區(qū)域的聯(lián)絡(luò)線功率流，以便吸收自己的負荷變化。[12].Whenaloadchangeoccursinanyarea,anewsteady-stateoperationcanbeobtainedonlyafterthepoweroutputofeveryturbine-generatingunitintheinterconnectedsystemreachesaconstantvalue.

當在任何一個區(qū)域中發(fā)生負荷變化時，在互聯(lián)系統(tǒng)中，僅僅在每一個發(fā)電機組的輸出功率達到恒定值后，就會獲得一個新的穩(wěn)定運行點。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[13].Forexample,inthePJMpowermarketintheeasternUnitedStates,thenumberofhourswithactivetransmissionlinelimitviolationsincreasedfrom294hoursduringthesummerof1998to548hoursduringthesummerof1999.

例如,位于美國東部的PJM電力市場,傳輸線越限的總時長由1998年夏季的294小時增加到1999年夏季的548小時。(PJM是Pennsylvania-NewJersey-Maryland,賓西法尼亞-新澤西-馬里蘭的簡稱。)[14].Theobjectiveofatransientstabilitystudyistodeterminewhetherornotthemachineswillreturntosynchronousfrequencywithnewsteady-statepowerangles.

暫態(tài)穩(wěn)定性研究的目標就是確定電機是否會轉(zhuǎn)變到具有新的穩(wěn)態(tài)功率角的同步頻率。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性[15].Intoday’slarge-scalepowersystemswithmanysynchronousmachinesinterconnectedbycomplicatedtransmissionnetworks,transientstabilitystudiesarebestperformedwithadigitalcomputerprogram.

現(xiàn)今，在帶有許多通過復(fù)雜傳輸網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的同步機的大規(guī)模電力系統(tǒng)中，通過數(shù)字電腦將暫態(tài)穩(wěn)定性的研究很好地呈現(xiàn)出來。[16].However,wheremultiswingslastingseveralsecondsareofconcern,modelsofturbine-governorsandexcitationsystems,aswellasmoredetailedmachinemodelscanbeemployedtoobtainaccuratetransientstabilityresultsoverthelongertimeperiod.

然而,對于持續(xù)數(shù)秒的多次振蕩,可以利用渦輪調(diào)速器和勵磁系統(tǒng)的模型,以及更詳細的機械模型來獲取在較長一段時間內(nèi)準確的暫態(tài)穩(wěn)定結(jié)果。Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性5.重點段落翻譯[1].第176頁第3段落“Althoughthetransmission-distribution……showninFigure16-1.”

事實上，輸配電系統(tǒng)是一個互聯(lián)系統(tǒng)，但我們可以方便地分離出輸電系統(tǒng)，如圖16-1所示。與此類似的配電系統(tǒng)圖可以畫出，其中用大容量變電站代替發(fā)電機電源，用低壓負荷代替大功率電力負荷。

[2].第178頁第4段落“Operatingcostsvarywidely……ontransmissionlineload-ability.”

各控制單元運行成本相差很大。較大單元的效率往往更高,但是不同燃料，如煤、石油和天然氣，是導致成本差異的重要原因。經(jīng)濟調(diào)度決定了受控單元的輸出功率，使得滿足給定負荷總運行成本最少。經(jīng)濟調(diào)度與LFC協(xié)調(diào)配合給控制單元發(fā)出電力參考信號，使其經(jīng)濟運行且滿足負荷-頻率控制的目標。最優(yōu)潮流將經(jīng)濟調(diào)度Chapter16現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特性

與潮流相結(jié)合，使得發(fā)電最優(yōu)且不超過輸電線載荷能力極限。[3].第179頁第4段落“Thegeneratorterminalvoltage……unitywithtimeconstantTr.”

在圖16.4中，發(fā)電機端電壓和參考電壓比較后得到一個電壓誤差信號，從而作為電壓調(diào)節(jié)器的輸入。環(huán)節(jié)為電壓調(diào)節(jié)器的延遲環(huán)節(jié)，其中s是拉普拉斯算子，是電壓調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)。值得注意的是，如果一個單位階躍信號輸入到環(huán)節(jié)，其輸出會以指數(shù)方式增長，時間常數(shù)為。[4].第180頁第1段落“Turbine-generatorunitsoperatinginapowersystem……rotorspeedforsynchronousmachines,alsodrops.”

運行在電力系統(tǒng)的渦輪發(fā)電機單元通過其轉(zhuǎn)動慣量儲存了動能。當系統(tǒng)負荷突然增加，這些單元首先將釋放儲存的動能來滿足增加的負荷需求。同時