电力系统暂态稳定性PPT课件

1、第1页/共119页()iNiNTeiJddtdPPdtT ),()(121neiiTfPfPi较大的扰动较大的扰动。第2页/共119页扰动扰动第3页/共119页第4页/共119页w=1复合序网法复合序网法第5页/共119页1 忽略定子电流的非周期分量和与它对应的转子电流的周期分量 理由： a、定子及电网的电磁暂态过程很快，百分之几秒。 b、非周期分量产生空间静止磁场，作用于转子上的电磁力的空间方向是快速突变的，即转子运动影响大。 结果： 可以突变。, , , ,faneiii V P第6页/共119页CV G T1T2LVPfifV0P00GVPGV0tt0fi0GE0tt 定子回路交流分量的

2、电流和与之对应的磁链可以突变，电定子回路交流分量的电流和与之对应的磁链可以突变，电感电路的电流可以突变，闭合绕组的合成磁链不再守恒，感电路的电流可以突变，闭合绕组的合成磁链不再守恒，系统中的电压和电磁功率也可以突变。系统中的电压和电磁功率也可以突变。, , , ,faneiii V P第7页/共119页2 发生不对称故障时，不计负序和零序分量电流对转子运动的影响,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倍频交变力矩平均值接近于0。 b、对瞬时值影响也很小。第8页/共119页。，那么则因发电机的转速

3、，同步角速度若取基准角速度MPNNB13 3 忽略暂态过程中发电机的附加损耗忽略暂态过程中发电机的附加损耗4 4 不考虑频率变化对系统参数的影响不考虑频率变化对系统参数的影响第9页/共119页dqT 秒数量级恒定 强行励磁E第10页/共119页注意注意 2sin2sin2 dqdqdqqEXXXXVXVEP sindEXVEP(16-21)(16-24)采用公式采用公式第11页/共119页t00t00t00第12页/共119页第13页/共119页 一 正序等效定则复习 二 各种运行情况下的功率特性 三 大扰动后发电机转子的相对运动 四 等面积定则 五 简单电力系统暂态稳定判断的极值比较法第14

4、页/共119页正序网络1n)(nZ jXff1)0(fV1faIjX(n)第15页/共119页02)1(ffffXXX 2)2(ffXX 02)1 , 1(/ffffXXX 第16页/共119页VG T1T2LGZ1TZlZ212TZVZ0Z2Z单相接地2Z两相短路2Z0Z两相接地0Z三相短路短路时的等效电路正序等效定则和复合序网正序等效定则和复合序网 故障点接入故障附加阻抗。故障点接入故障附加阻抗。第17页/共119页第18页/共119页VG T1T2L00jQP LjXdXj 2TjXVE1TXj LjXjXLjXdXj2TjXE1TXjLjXLjXdXj2TjXE1TXj第19页/共11

5、9页2121TLTdIXXXXXXXXXXXXTLTdIII)21)(2121TLTdIIIXXXXX XIXIII90crmIIIPP sin0 第48页/共119页8 .663936. 0cos504. 0396. 153.34cos504. 025.134cos396. 1180/)53.3425.134(1coscoscos)(cos110001lim mmmcrmcrcPPPPP第49页/共119页（1 1）选择基值，参数计算取例 一简单电力系统的接线如题图所示。设输电线路某一回路的始端发生两相接地短路，试计算为保持瞬态稳定而要求的极限切除角度。 解：kVVMVASnn209,220

6、220kV209121220115nS sSPTTnNbJ18. 82208 . 0/2406cos/求得正常运行时正序、负序和零序等值电路中的参数，如题图11-211-2（a a）（b b）所示。将发电机的惯性时间常数归算到第50页/共119页各序等值电路第51页/共119页（2 2）计算系统正常运行方式，决定 和 ，此时系统总电抗为E02 . 0798. 0122. 0243. 0138. 0295. 0000tgPQXI010222021053.34798. 02 . 01798. 041. 1798. 0798. 02 . 01tgUXPUXQUEI发电机的瞬态电势为第52页/共119

7、页123. 0122. 0972. 0138. 0122. 0972. 0138. 0222. 0122. 0243. 0138. 0432. 0)122. 0243. 0(138. 0432. 002XX079. 0123. 0222. 0123. 0222. 00202XXXXX80. 2079. 0365. 0433. 0365. 0433. 0IIX504. 08 . 2141. 1IImXUEP（3 3）故障后的功率特性。由题图11-211-2（b b）的负序、零序网络可得故障点的负序、零序等值电抗为所以加在正序网络故障点上的附加电抗为于是故障时等值电路如题图11-211-2（c c

8、）所示，故所以故障时发电机最大功率为第53页/共119页041. 1122. 0243. 02138. 0295. 0IIIX35. 1041. 1141. 1IIImIIIXUEP0100102 .13235. 11sin180sin180IIIMcrPP（4 4）故障切除后的功率特性。故障切除后的等值电路如题图11-211-2（d d）所示。此时最大功率为第54页/共119页458. 0coscoscos00IIMIIIMIIMcrIIIMcrTcrPPPPP07 .62cr（5 5）计算极限切除角为第55页/共119页第56页/共119页第57页/共119页第58页/共119页)sin(

9、1122 mTaaNJPPPMdtdT )sin()sin(1 mTJNmTJNPPTPPT NmTJNdtdaPPTdtd)sin(注意发电机的加速度 1第59页/共119页 NmTJNdtdaPPTdtd)sin(211121tattaiiiiii ）（）（）（）（）（）（ 第60页/共119页2 2、实际应用时的处理0t tn+1tntn-1 n n第第n段段第61页/共119页21121tattannniii）（）（）（）（）（）（第62页/共119页第63页/共119页1) 第1时间段（刚短路，t=0到t= t）P0PIPIIIPIIPT=P0 0 0abP(0)小小t 不变不变）（

10、0P ）（）（00PTaJN 不变不变）（0a第64页/共119页）（）（00 其中 为常数2tTKJN ）（）（）000sin1 mIIPPP 211121tattaiiiiii ）（）（）（）（）（）（ ）（）（）002PTaJN tata ）（）（）（）（）00013 ）（）（）（）1015 ）（）（）（）（）（）02020012121214PKtatat 第65页/共119页2) 第2时间段(t= t到t=2 t)）（）（）101sin1 mIIPPP taataa 223101001）（）（）（）（）（）（） ）（）（）112PTaJN ）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（111

11、02121021122121221PKPKPKtataatat）（）（）（）2125 2112214tat ）（）（）（） ta ）（）（01 ）（）（0121PK 第66页/共119页）（）（）（）（）（）（）（）（）iiiiiiimIIiPKPPP 11110132sin1taa 21001）（）（）（）（ ）（）（）（112PK 第67页/共119页3) 3) 功率突变段（故障切除）)(0)(sinmmIImPPP ）（）（）mmIIImIImPPPP sin210 )(0)(sinmmIIImPPP ）（）（）（）mmmPK 12）（）（）（）113 mmm ）（）（）（）（）（）（）

12、（）（）iiiiiiimiPKPPP 11110132sin1第68页/共119页0t 0稳定稳定不稳定不稳定第一摇摆周期第一摇摆周期第69页/共119页注意第70页/共119页第71页/共119页7143. 053.34sin504. 01sin1000 ）（）（） IIPPP1) 第1时段末（0.05秒时）5 . 505. 018. 850360360222 tTfKJ）96. 17143. 05 . 52121)301 ）（）（PK 49.3696. 153.344101 ）（）（）（） 第72页/共119页70. 049.36sin504. 01sin1101 ）（）（） IIPPP8

13、1. 57 . 05 . 596. 12112 ）（）（）（）PK 3 .4281. 549.363212）（）（）（） 第73页/共119页66. 03 .42sin504. 01sin1202 ）（）（） IIPPP44. 966. 05 . 581. 52223 ）（）（）（）PK 74.5144. 93 .423323）（）（）（） 第74页/共119页60. 074.51sin504. 01sin1303 ）（）（） IIPPP74.1260. 05 . 544. 92334 ）（）（）（）PK 48.6474.1274.513434）（）（）（） 第75页/共119页545. 04

14、8.64sin504. 01sin1404 ）（）（） IIPPP74.15545. 05 . 574.122445 ）（）（）（）PK 21.8074.1548.643545）（）（）（） 第76页/共119页 (t) 第77页/共119页 (t) t 00.050.10.150.20.25010203040506070809064.4864.48 0.20.2 207. 0)48.648 .66(48.6421.802 . 025. 02 . 0lim ct80.2180.21 0.250.25 66.866.8 第78页/共119页第第4时间段末（此段初电磁功率发生突变）时间段末（此段初

15、电磁功率发生突变）254. 074.51sin2396. 1504. 01sin21303 ）（）（） mIIImIIPPPP66. 02 ）（P44. 93 ）（ 74.513）（ 83.10254. 05 . 544. 92334 ）（）（）（）PK 57.6283.1074.51)3434）（）（）（ 第79页/共119页 (t) (t) t 00.050.10.150.20.250102030405060第80页/共119页第81页/共119页),()(ttxfdttdx第82页/共119页 )(! 2)(21nnnnxftxftxx)(*1nnnxftxx 2、欧拉法、欧拉法解：假设

16、已知tn时的x值为xn，求下一时刻tn+1的x值xn+1。时间间隔 t=t1-t0=t2-t1取为相等：忽略二次以上的项得到xn+1的近似值：第83页/共119页t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt误差欧拉法求解示意图)(tx)(nxft )(*1nnnxftxx 第84页/共119页结论第85页/共119页2)()()()(2)(2)()(! 2)(112221 nnnnnnnnnnnnnxfxftxtxfxftxftxtftxftxxftxftxx )(! 2)(21nnnnxftxftxx第86页/共119页)()0(1nnnxftxx )()(2)0(1)1(1 nnnnx

17、fxftxx )()(2)1(1)2(1 nnnnxfxftxx改进欧拉法求解步骤： )()(2)2(1)3(1 nnnnxfxftxx2)()(11 nnnnxfxftxx第87页/共119页书上推导第88页/共119页第89页/共119页第90页/共119页第91页/共119页第92页/共119页 ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN第93页/共119页 ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN)1()1(sin)1( kmIIkePP tdtdkkk 1)1()0()()4( )1()1(1)2( kkkdtd )1()1(01)()3( kkeJNkPPTdtd

18、 ttdtdkkkkk )1()1(1)1()0()()5( t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt误差)(tx)(nxft 第94页/共119页)0()()0()(sin)1(kmIIkePP )()(2)0(1)1(1 nnnnxfxftxx ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( )0()()0()()0()2(kkkdtd )0()()0()(0)0()()3(kkeJNkPPTdtd tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN第95页

19、/共119页t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt误差)(tx)(nxft 第96页/共119页改进欧拉法框图)(1,101.11. keJkNkkPPT 要要求求打打印印时时段段？ k,.1)0(tkkk tkkk .1)0( )(1,)0(0)0(.)0()0(.keJkNkkPPT ),(21)0(.1)(.kkak )(21)0(.1)(.kkak ,)(.1takkk takkk )(.1 1 kk结束结束的变化率的变化率，时段初时段初第第 k的估计值的估计值，时段末时段末第第 k的变化率的变化率，相应相应）（）（00kk 的计算结果的计算结果，时段末时段末第第 k的平均变

20、化率的平均变化率，时段时段第第 k是否第97页/共119页）（）（101sin imIIiPPP )1()1(sin kmIIkePP 注意第98页/共119页例 已知发电机功率PT=P0=1， 0=34.53，TJ=8.18s，故障时PII=0.504sin ，故障切除后PIII=1.396sin 。试求 =f(t)，计算三个时段。(用改进欧拉法计算， t取0.05s)0)10 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)sin(50360)2000 mIIJPPT第99页/共119页53.34053.3400)0(1 t 59.7805. 084.157100)0

21、(1 t ttkkkkkk )1()1()0()(1)1()0()()5()4( 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)0(1 第100页/共119页59.78)0(1)0(1 )0()()0()(sin)1(kmIIkePP )0()()0()()0()2(kkkdtd )0()()0()(0)0()()3(kkeJNkPPTdtd 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)0(1 第101页/共119页30.39)59.780(5 . 0)(5 . 0)0(10)(1 a84.1571)84.157184.1571(5 . 0)(

22、5 . 0)0(10)(1 a ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( 第102页/共119页50.3605. 030.3953.34)(101 ta 59.1807805. 084.157150360)(11 taN ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( 第103页/共119页2） 第2时段末（0.1秒时）：42.4005. 059.7849.3611)0(2 t 59.7818000592.1807811 N 96.1540)50.36sin504. 01(18. 8503601 40.1481)42.40sin504. 01(18. 850360)0(2 )0(211)0(264.1