电力系统分析第17章

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十七章 电力系统暂态稳定性,第十七,章,章 电,力,力系统,暂,暂态稳,定,定性,离散数,值,值计算,17.1,引,引言,及,及基本,假,假设,1、引,言,言,第十七,章,章 电,力,力系统,暂,暂态稳,定,定性,TS,问题定,义,义：电,力,力系统,受,受到较大的,扰,扰动之后各,发,发电机,是,是否能,继,继续保,持,持同步,运,运行的,问,问题。,代数常,微,微分方,程,程组,简单系,统,统的解,析,析计算,困难：,非,非线性,，,，解析,表,表达困,难,难,曲线,稳定判,断,断,2、基,本,本假设,是否同,步,步运行,转子,机,机械运,动,动时间常,数,数为5,10,秒,秒只需计,及,及影响,大,大的动,态,态,因素,电力系,统,统的动,态,态过程,非,非常复,杂,杂,快得多的过程：忽略动态过程，只考虑静态结果,快得多的过程：恒定,1）忽,略,略发电,机,机定子,及,及电网,中,中的电,磁,磁暂态,过,过程，,忽,忽略转,子,子电流,的,的周期,分,分量；,理由：,a、,定子及,电,电网的,电,电磁暂,态,态过程,很,很快，,百,百分之,几,几秒，,。,。,b、,非周期,分,分量产,生,生空间,静,静止磁,场,场，作,用,用于转,子,子上的,电,电磁力,的,的空,间,间方向,是,是快速,突,突变的,，,，即转,子,子运动,影,影响大,。,。,结果：,可,可以突,变,变。,2）不,计,计阻尼,绕,绕绕组,的,的电磁,暂,暂态过,程,程。,3）不计零序和负序电流的影响，只考虑基波正序分量，电力网可以用正序增广网络表示。,零序理由：,a、/Y,零序不过发电机。,b、,零序合成气隙磁场为0。,负序理由：,a、,合成电枢反应磁场反向旋转信频交变力矩平均值接近于0。,b、,对瞬时值影响也很小。,正序等效定则和复合序网 故障点接入故障附加阻抗,。,5）不,考,考虑频,率,率变化,对,对系统,参,参数的,影,影响,3、近似计算中的简化,1）恒定,2）恒定发电机 +模型,和 相差不大。,3）,P,T,恒定，不考虑原动机调速器的作用,。,4）,忽略暂,定,定过程,中,中发电,机,机的附,加,加损耗,(,a),不稳定,(,b),稳定,(,c),临界情,况,况,不同假,设,设条件,计,计算的,结,结果,17.2,简,简单电,力,力系统,暂,暂态稳,定,定的分,析,析计算,1、各,种,种运行,情,情况下,的,的功率,特,特性,2 大,扰,扰动后,的,的定性,分,分析,稳定条,件,件：,1）存,在,在新的,平,平衡点,；,；,2）摇,摆,摆不超,过,过不稳,定,定平衡,点,点，临,界,界角,3 等,面,面积定,则,则,1)功,率,率特性,曲,曲线上,，,，功角,从,从,变,变化到,时,时,，,，,P,T,与,P,e,之间的,面,面积正,比,比于转,子,子功能,的,的变化,量,量,2)加,速,速面积,与,与减速,面,面积,P,T,P,e,：,加速面,积,积,P,T,P,e,：,减速面,积,积，最,大,大可能,减,减速面,积,积,3)等面积定则：加速面积和减速面积相等,(,a),最大可能减速面积加速面积，稳定。,(,b),最大可能减速面积加速面积，不稳定。,(,c),加速面积=减速面积：,(,a),(,b),(,c),4),极,极限切,除,除角与,极,极限切,除,除时间,5),加,加速面,积,积与减,速,速面积,的,的计算,初始,状,状态,。,。,过程,划,划分,及,及功,率,率特,性,性。,新平,衡,衡点,及,及不,稳,稳定,平,平衡,点,点,S,加,，,S,减,。,判断,。,。,6),例,例,题,题,前,前面,系,系统,17.3,发,发,电,电机,转,转子,运,运动,方,方程,的,的数,值,值解,法,法,1、,分,分段,计,计算,法,法,1）,推,推导,2）,间,间断,点,点处,理,理,3）,仿,仿真,稳,稳定,判,判据,：,：相,对,对功,角,角单,调,调增,大,大超,过,过180,则,是,是不,稳,稳定,的,的，,反,反之,是,是稳,定,定的,。,。,4）,精,精度,与,与步,长,长，0.01,0.05,S,5）,第一,个,个时,段,段的,计,计算,不,不同,2、改进,欧,欧拉,法,法,x,K-1,，,x,K,，,离散,t,数,值,值条,件,件,几,何,何解,释,释,1）,欧拉,法,法,2）,改,改进,欧,欧拉,法,法,，,k-1,，,k,，,x,K-1,x,K,几,何,何解,释,释,3）,转,转子,运,运动,方,方程,的,的改,进,进欧,拉,拉法,求,求解,讨论,：,：,间断,点,点处,理,理。,改进,欧,欧拉,法,法局,部,部截,断,断误,差,差为3阶,，,，全,局,局为2阶,。,。,上方,法,法对,复,复杂,系,系统,，,，简,单,单系,统,统均,是,是适,用,用的,，,，只,是,是,的,的计,算,算方,法,法不,同,同。,3、,考,考虑,调,调节,系,系统,作,作用,时,时的,暂,暂态,过,过程,计,计算,动态稳定,：,：计及各,种,种自动调,节,节器作用,的,的较长时,间,间的暂态,过,过程。,讨论：,1）励磁,绕,绕组：,2）励磁,机,机：,直流励磁,机,机原理电,路,路图,强励磁动,作,作时：,强励退出,时,时：,17.4 复杂,电,电力系统,暂,暂态稳定,的,的基本概,念,念,1、复杂,系,系统,TS,的基本特,点,点,1)当,电,电力系统,发,发生扰动,以,以后，各,发,发电机的,电,电磁功率,将,将按扰动,后,后的网络,特,特征重新,分,分配，有,的,的,P,e,，,有的,P,e,，,加速发电,机,机群中不,同,同发电机,的,的加速速,度,度不同，,至,至于哪台,加,加速、减,速,速，加速,、,、减速速,度,度如何，,与,与网络接,线,线，负荷,分,分布，大,扰,扰动的地,点,点，负荷,特,特性等相,关,关。,2）简单,系,系统中不,能,能再简单,地,地应用等,面,面积定则,，,，研究方,法,法是仿真,计,计算，根,据,据 仿,真,真曲线来,判,判断其稳,定,定性,3）转子,运,运动方程,中,中与网络,相,相关的只,有,有项，只,要,要解网络,方,方程求得,某,某一时刻,的,的，则各,台,台机的其,他,他计算与,简,简单系统,相,相同,5）发电,机,机某一时,刻,刻输出的,电,电磁功率,的,的多少，,由,由 网,络,络结构和,参,参数，负,荷,荷分布和,待,待性、扰,动,动等决定,，,，最简单,情,情况下，,只,只是,的,的函数,4）转子,运,运动方程,用,用绝对角,描,描述，但,是,是功率分,布,布则由相,对,对角来决,定,定判断,稳,稳定性,2、复杂,系,系统暂态,稳,稳定计算,方,方法（一,）,）,忽略负荷,状,状态等，,则,则：,2、,复杂电力,系,系统暂态,稳,稳定计算,方,方法（二,）,）,1),求,求动,态,态不能,用,用等值电,路,路,2)负荷,动,动态,+,其他元件,动,动态保留网,络,络拓扑结,构,构,3)频繁,网,网络变化,等,等,n,维系统,2,n,维方程,任,任意一个,元,元件动态,或,或突变，,进,进行任意,相,相应修改,即,即可,1)发,电,电机的处,理,理,同步旋转的参考轴与,x,轴重合，则得坐标与,xy,坐标之间的变换公式为：,用直角坐标表示的实数网络方程为：,将(1),代,代入(2)得,讨论：,a）,暂态计算,中,中，解微,分,分方程,，,，,等,等系数,V,x,，,V,y,I,x,，,I,y,b）,G,x,、,G,y,、,B,x,、,B,y,、,C,x,、,C,y,均为的,函,函数,c）,模型,G,x,等为常,数,数，,C,x,为的函,数,数,d）,动态,讨论不,需,需要解,析,析表达,的,的方式,2),负,负荷的,处,处理和,其,其他扰,动,动,变化,后,后修改,对,对应节,点,点的导,纳,纳即可,扰动处,理,理相似,，,，保留,拓,拓扑结,构,构的优,点,点,1）相,对,对角才,是,是同步,的,的表征,2）绝,对,对角不,能,能用来,判,判断稳,定,定与否,，,，所有,单,单调上,升,升在下,降,降，只,表,表示系,统,统的转,速,速高于,或,或低于,同,同步转,速,速，不,是,是表示,失,失步。,3）稳,定,定判据,：,：,相对角,中,中只要,有,有一个,随,随时间,呈,呈单调,变,变化（,超,超过180,）,），,instable,所有角,经,经过振,荡,荡后都,能,能稳定,在,在某一,项,项，,stable,，,，,第一摇,摆,摆，,振荡,坐,坐标。,4、复,杂,杂电力,系,系统暂,态,态稳定,的,的判据,17.5,暂,暂态,稳,稳定讨,论,论介绍,1、仿,真,真计算,方,方法,2、,EEAC,3、,能量函,数,数法,4、人,工,工智能,：,：神经,网,网络，,专,专家系,统,统,5、暂,态,态稳定,控,控制：,查,查表法,等,等,17.6,小结,1、基,本,本概念,：,：,1）基,本,本假设,和,和近似,计,计算中,的,的简化,，,，为什,么,么？,2）等,面,面积定,则,则,3）极,限,限均除,角,角，极,限,限切除,时,时间,4）仿,真,真计算,中,中暂态,稳,稳定判,据,据（绝,对,对角与,相,相对角,）,）,5）励,磁,磁系统,动,动态方,程,程,1）转,子,子运动,方,方程的,改,改进欧,拉,拉法和,分,分段计,算,算法,2）复,杂,杂系统,网,网络方,程,程计算,的,的两种,方,方法,3）暂,态,态仿真,方,方法,2、计,算,算方法,：,：,