同步发电机二阶模型课件

电力系统仿真电力系统数字仿真原理电力系统仿真电力系统数字仿真原理电力系统数字仿真原理电力系统数学模型描述各个元件和全系统物理量的变化规律，是电力系统数字仿真的基础。数学模型和接口元件和系统的初值以及坐标变换电力系统数字仿真原理电力系统数学模型描述各个元件和全系统物理电力系统数字仿真原理1、综合向量的坐标变换2、同步发电机数学模型3、励磁调节系统数学模型4、原动机及调速系统数学模型5、负荷数学模型6、变压器数学模型7、输电线路数学模型8、常微分方程数值解法电力系统数字仿真原理1、综合向量的坐标变换综合向量和坐标变换

——三相电磁量的综合向量综合向量和坐标变换

——三相电磁量的综合向量综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换平衡的三相系统，满足：ia+ib+ic=0

不平衡的三相系统，三相电流是三个独立的变量，仅用两个新变量(d轴分量和q轴分量)不足以代表原来的三个变量。增选第三个新变量i0

，其值为：定子电流的零轴分量:零序电流

平衡的三相系统，满足：ia+ib+ic=0不平衡的同步发电机数学模型经过Park变换后定子侧看到的励磁电压发电机空载电动势同步发电机数学模型经过Park变换后同步发电机二阶模型课件同步发电机二阶模型模型简单，机网接口方便，在大规模电力系统分析中广泛使用。同步发电机二阶模型模型简单，机网接口方便，在大规模电力系统分同步发电机五阶模型当对电力系统暂态稳定分析精度要求高时，采用五阶模型。五阶模型考虑了发电机在发生暂态过程时，次暂态电势不变的特点。因此将暂态电势和次暂态电势引入微分方程中。同步发电机五阶模型当对电力系统暂态稳定分析精度要求高时，采用同步发电机五阶模型定子电压方程：转子f绕组电压方程：同步发电机五阶模型定子电压方程：转子f绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子D绕组电压方程：转子Q绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子D绕组电压方程：转子Q绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子运动方程：同步发电机五阶模型转子运动方程：发电机各模型使用范围在参数不可靠的情况下，采用二阶模型较为稳妥当要计及励磁系统动态时，最简单的模型就是三阶模型四阶实用模型和三阶实用模型常用于可忽略转子绕组次暂态过程但又要考虑定子次暂态过程的物理问题五阶模型更适用于水轮机，六阶模型更适用于实心转子汽轮机发电机各模型使用范围在参数不可靠的情况下，采用二阶模型较为稳励磁调节系统数学模型励磁系统向发电机提供励磁电流和励磁功率，起着调价电压、保持发电机机端电压或枢纽站电压恒定的作用，可控制并列运行发电机的无功功率分配。可帮助提高电力系统的稳定极限。特别是电力电子技术的发展，极大地改善了电力系统的暂态稳定性。电力系统稳定器（PSS），可增强系统的电气阻尼。励磁调节系统数学模型励磁系统向发电机提供励磁电流和励磁功率，励磁调节系统数学模型励磁系统分类直流励磁系统，通过直流励磁机提供励磁功率。交流励磁系统，通过交流励磁机及半导体可控或不可控整流提供励磁功率。静止励磁系统，从机端或电网取得交流功率，经可控整流提供励磁功率，通常为自并励，自复励。励磁调节系统数学模型励磁系统分类励磁调节系统数学模型典型的可控硅励磁调节系统励磁调节系统数学模型典型的可控硅励磁调节系统原动机及调速系统数学模型向发电机提供机械功率和机械能的装置，如水轮机、汽轮机。为了控制原动机向发电机输出的机械功率，保持系统频率稳定；在并列运行的发电机间合理分配负荷——调速器通过改变调速器的参数及给定值，可得到发电机的功率-频率特性。原动机及调速系统数学模型向发电机提供机械功率和机械能的装置，原动机及调速系统数学模型调速系统的工作原理离心飞摆错油门油动机调频器原动机及调速系统数学模型调速系统离心飞摆错油门油动机调频器原动机及调速系统数学模型原动机及调速系统数学模型原动机数学模型蒸汽容积效应：当改变气门开度时，由于气门和喷嘴见存在一定容积的蒸汽，此蒸汽的压力不会立即发生变化，因而输入汽轮机的功率也不会立即发生变化，有一个时滞。原动机数学模型蒸汽容积效应：当改变气门开度时，由于气门和喷嘴原动机数学模型只记及高压蒸汽容积效应记及高压蒸汽和中间再热蒸汽容积效应记及高压、中间再热及低压蒸汽容积效应原动机数学模型只记及高压蒸汽容积效应记及高压蒸汽和中间再热蒸典型调速器数学模型典型调速器数学模型负荷数学模型电力系统综合负荷动态负荷模型：综合负荷特性用微分方程形式表达，以反映电力系统频率和电压快速变化时的有功和无功特性。静态负荷模型：负荷的有功和无功在系统频率和电压缓慢变化时的特性用代数方程形式表达。负荷数学模型电力系统综合负荷负荷数学模型静态负荷模型

在一定频率和电压变化范围内，综合负荷的静态模型负荷数学模型静态负荷模型负荷数学模型动态负荷模型

电力系统动态负荷的主要成分为感应电动机，动态模型一般采用考虑感应电动机几点在台过程的三阶负荷模型负荷数学模型动态负荷模型负荷数学模型负荷数学模型变压器数学模型变压器模型主要是建立其高、低压侧的电压和电流间的函数关系。分为：准稳态模型电磁暂态模型变压器数学模型变压器模型主要是建立其高、低压侧的电压和电流间变压器准稳态模型变压器准稳态模型变压器准稳态模型变压器准稳态模型使用于正序网络和负序网络但对于变压器的不同接线方式，需要考虑其电压幅值和相位的变化同时，对于零序，需要关注起绕组的接线方式和接地方式变压器准稳态模型变压器准稳态模型使用于正序网络和负序网络变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型输电线路数学模型输电线路的数学模型在不同坐标系下表达形式不同分为abc坐标系和120坐标系，还有xy同步旋转坐标系从动态过程来看，可分为准稳态模型和电磁暂态模型输电线路数学模型输电线路的数学模型在不同坐标系下表达形式不同输电线路准稳态模型abc坐标系准稳态输电线路准稳态模型abc坐标系准稳态输电线路准稳态模型120坐标系准稳态输电线路准稳态模型120坐标系准稳态输电线路准稳态模型与变压器电磁暂态模型相似，abc坐标下的输电线路电磁暂态模型如下输电线路准稳态模型与变压器电磁暂态模型相似，abc坐标下的输输电线路准稳态模型如果采用Park变换，也能得到dq坐标系下的输电线路电磁暂态模型输电线路准稳态模型如果采用Park变换，也能得到dq坐标系下常微分方程数值解法常微分方程数值解法电力系统仿真电力系统数字仿真原理电力系统仿真电力系统数字仿真原理电力系统数字仿真原理电力系统数学模型描述各个元件和全系统物理量的变化规律，是电力系统数字仿真的基础。数学模型和接口元件和系统的初值以及坐标变换电力系统数字仿真原理电力系统数学模型描述各个元件和全系统物理电力系统数字仿真原理1、综合向量的坐标变换2、同步发电机数学模型3、励磁调节系统数学模型4、原动机及调速系统数学模型5、负荷数学模型6、变压器数学模型7、输电线路数学模型8、常微分方程数值解法电力系统数字仿真原理1、综合向量的坐标变换综合向量和坐标变换

——三相电磁量的综合向量综合向量和坐标变换

——三相电磁量的综合向量综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换综合向量和坐标变换

——坐标变换平衡的三相系统，满足：ia+ib+ic=0

不平衡的三相系统，三相电流是三个独立的变量，仅用两个新变量(d轴分量和q轴分量)不足以代表原来的三个变量。增选第三个新变量i0

，其值为：定子电流的零轴分量:零序电流

平衡的三相系统，满足：ia+ib+ic=0不平衡的同步发电机数学模型经过Park变换后定子侧看到的励磁电压发电机空载电动势同步发电机数学模型经过Park变换后同步发电机二阶模型课件同步发电机二阶模型模型简单，机网接口方便，在大规模电力系统分析中广泛使用。同步发电机二阶模型模型简单，机网接口方便，在大规模电力系统分同步发电机五阶模型当对电力系统暂态稳定分析精度要求高时，采用五阶模型。五阶模型考虑了发电机在发生暂态过程时，次暂态电势不变的特点。因此将暂态电势和次暂态电势引入微分方程中。同步发电机五阶模型当对电力系统暂态稳定分析精度要求高时，采用同步发电机五阶模型定子电压方程：转子f绕组电压方程：同步发电机五阶模型定子电压方程：转子f绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子D绕组电压方程：转子Q绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子D绕组电压方程：转子Q绕组电压方程：同步发电机五阶模型转子运动方程：同步发电机五阶模型转子运动方程：发电机各模型使用范围在参数不可靠的情况下，采用二阶模型较为稳妥当要计及励磁系统动态时，最简单的模型就是三阶模型四阶实用模型和三阶实用模型常用于可忽略转子绕组次暂态过程但又要考虑定子次暂态过程的物理问题五阶模型更适用于水轮机，六阶模型更适用于实心转子汽轮机发电机各模型使用范围在参数不可靠的情况下，采用二阶模型较为稳励磁调节系统数学模型励磁系统向发电机提供励磁电流和励磁功率，起着调价电压、保持发电机机端电压或枢纽站电压恒定的作用，可控制并列运行发电机的无功功率分配。可帮助提高电力系统的稳定极限。特别是电力电子技术的发展，极大地改善了电力系统的暂态稳定性。电力系统稳定器（PSS），可增强系统的电气阻尼。励磁调节系统数学模型励磁系统向发电机提供励磁电流和励磁功率，励磁调节系统数学模型励磁系统分类直流励磁系统，通过直流励磁机提供励磁功率。交流励磁系统，通过交流励磁机及半导体可控或不可控整流提供励磁功率。静止励磁系统，从机端或电网取得交流功率，经可控整流提供励磁功率，通常为自并励，自复励。励磁调节系统数学模型励磁系统分类励磁调节系统数学模型典型的可控硅励磁调节系统励磁调节系统数学模型典型的可控硅励磁调节系统原动机及调速系统数学模型向发电机提供机械功率和机械能的装置，如水轮机、汽轮机。为了控制原动机向发电机输出的机械功率，保持系统频率稳定；在并列运行的发电机间合理分配负荷——调速器通过改变调速器的参数及给定值，可得到发电机的功率-频率特性。原动机及调速系统数学模型向发电机提供机械功率和机械能的装置，原动机及调速系统数学模型调速系统的工作原理离心飞摆错油门油动机调频器原动机及调速系统数学模型调速系统离心飞摆错油门油动机调频器原动机及调速系统数学模型原动机及调速系统数学模型原动机数学模型蒸汽容积效应：当改变气门开度时，由于气门和喷嘴见存在一定容积的蒸汽，此蒸汽的压力不会立即发生变化，因而输入汽轮机的功率也不会立即发生变化，有一个时滞。原动机数学模型蒸汽容积效应：当改变气门开度时，由于气门和喷嘴原动机数学模型只记及高压蒸汽容积效应记及高压蒸汽和中间再热蒸汽容积效应记及高压、中间再热及低压蒸汽容积效应原动机数学模型只记及高压蒸汽容积效应记及高压蒸汽和中间再热蒸典型调速器数学模型典型调速器数学模型负荷数学模型电力系统综合负荷动态负荷模型：综合负荷特性用微分方程形式表达，以反映电力系统频率和电压快速变化时的有功和无功特性。静态负荷模型：负荷的有功和无功在系统频率和电压缓慢变化时的特性用代数方程形式表达。负荷数学模型电力系统综合负荷负荷数学模型静态负荷模型

在一定频率和电压变化范围内，综合负荷的静态模型负荷数学模型静态负荷模型负荷数学模型动态负荷模型

电力系统动态负荷的主要成分为感应电动机，动态模型一般采用考虑感应电动机几点在台过程的三阶负荷模型负荷数学模型动态负荷模型负荷数学模型负荷数学模型变压器数学模型变压器模型主要是建立其高、低压侧的电压和电流间的函数关系。分为：准稳态模型电磁暂态模型变压器数学模型变压器模型主要是建立其高、低压侧的电压和电流间变压器准稳态模型变压器准稳态模型变压器准稳态模型变压器准稳态模型使用于正序网络和负序网络但对于变压器的不同接线方式，需要考虑其电压幅值和相位的变化同时，对于零序，需要关注起绕组的接线方式和接地方式变压器准稳态模型变压器准稳态模型使用于正序网络和负序网络变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型变压器电磁暂态模型输电线路数学模型输电线路的数学模型在不同坐标系下表达形式不同分为abc坐标系和120坐标系，还有xy同步旋转坐标系从动态过程来看，可分为准稳态