电力系统暂态稳定性培训课件

第十七章电力系统暂态稳定性电力系统暂态稳定性培训课件第1页离散数值计算§17.1引言及基本假设1、引 言第十七章电力系统暂态稳定性TS问题定义：电力系统受到较大扰动之后各发电机是否能继续保持同时运行问题。代数常微分方程组简单系统解析计算困难：非线性，解析表示困难曲线稳定判断电力系统暂态稳定性培训课件第2页2、基本假设是否同时运行→转子机械运动→时间常数为5～10秒→只需计及影响大动态原因电力系统动态过程非常复杂快得多过程：忽略动态过程，只考虑静态结果快得多过程：恒定电力系统暂态稳定性培训课件第3页1）忽略发电机定子及电网中电磁暂态过程，忽略转子电流周期分量；理由：a、定子及电网电磁暂态过程很快，百分之几秒，。b、非周期分量产生空间静止磁场，作用于转子上电磁力空间方向是快速突变，即转子运动影响大。结果：能够突变。2）不计阻尼绕绕组电磁暂态过程。3）不计零序和负序电流影响，只考虑基波正序分量，电力网能够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→平均值靠近于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。

电力系统暂态稳定性培训课件第4页5）不考虑频率改变对系统参数影响

3、近似计算中简化1）恒定2）恒定→发电机+模型→和相差不大。3）PT恒定，不考虑原动机调速器作用。

4）忽略暂定过程中发电机附加损耗电力系统暂态稳定性培训课件第5页(a)不稳定(b)稳定(c)临界情况不一样假设条件计算结果电力系统暂态稳定性培训课件第6页§17.2简单电力系统暂态稳定分析计算1、各种运行情况下功率特征电力系统暂态稳定性培训课件第7页2大扰动后定性分析稳定条件：1）存在新平衡点；2）摇摆不超出不稳定平衡点，临界角

电力系统暂态稳定性培训课件第8页3等面积定则1)功率特征曲线上，功角从改变到时，PT与Pe之间面积正比于转子功效改变量电力系统暂态稳定性培训课件第9页2)加速面积与减速面积

PT

＞Pe：加速面积

PT＜Pe：减速面积，最大可能减速面积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)电力系统暂态稳定性培训课件第10页4)极限切除角与极限切除时间电力系统暂态稳定性培训课件第11页5)加速面积与减速面积计算初始状态。过程划分及功率特征。

新平衡点及不稳定平衡点S加，S减。判断。6)例题前面系统电力系统暂态稳定性培训课件第12页17.3发电机转子运动方程数值解法

1、分段计算法1）推导电力系统暂态稳定性培训课件第13页2）间断点处理电力系统暂态稳定性培训课件第14页3）仿真稳定判据：相对功角单调增大超出180°则是不稳定，反之是稳定。4）精度与步长，0.01～0.05S5）第一个时段计算不一样2、改进欧拉法xK-1，→xK，离散△t←数值条件←几何解释1）欧拉法电力系统暂态稳定性培训课件第15页2）改进欧拉法，k-1，→k，xK-1→xK←几何解释电力系统暂态稳定性培训课件第16页3）转子运动方程改进欧拉法求解电力系统暂态稳定性培训课件第17页讨论：间断点处理。改进欧拉法局部截断误差为3阶，全局为2阶。上方法对复杂系统，简单系统均是适用，只是计算方法不一样。

电力系统暂态稳定性培训课件第18页3、考虑调整系统作用时暂态过程计算动态稳定：计及各种自动调整器作用较长时间暂态过程。讨论：1）励磁绕组：电力系统暂态稳定性培训课件第19页2）励磁机：直流励磁机原理电路图电力系统暂态稳定性培训课件第20页强励磁动作时：强励退出时：电力系统暂态稳定性培训课件第21页§17.4复杂电力系统暂态稳定基本概念

1、复杂系统TS基本特点

1)当电力系统发生扰动以后，各发电机电磁功率将按扰动后网络特征重新分配，有Pe↓，↑，有Pe↑，↓，加速发电机群中不一样发电机加速速度不一样，至于哪台加速、减速，加速、减速速度怎样，与网络接线，负荷分布，大扰动地点，负荷特征等相关。电力系统暂态稳定性培训课件第22页2）简单系统中不能再简单地应用等面积定则，研究方法是仿真计算，依据仿真曲线来判断其稳定性3）转子运动方程中与网络相关只有项，只要解网络方程求得某一时刻，则各台机其它计算与简单系统相同

5）发电机某一时刻输出电磁功率多少，由网络结构和参数，负荷分布和待性、扰动等决定，最简单情况下，只是函数4）转子运动方程用绝对角描述，不过功率分布则由相对角来决定→判断稳定性

电力系统暂态稳定性培训课件第23页2、复杂系统暂态稳定计算方法（一）忽略负荷状态等，则：电力系统暂态稳定性培训课件第24页2、复杂电力系统暂态稳定计算方法（二）

1)求动态→不能用等值电路2)负荷动态+其它元件动态

→保留网络拓扑结构

3)频繁网络改变等

n维系统→2n维方程→任意一个元件动态或突变，进行任意对应修改即可电力系统暂态稳定性培训课件第25页1)发电机处理同时旋转参考轴与x轴重合，则得坐标与xy坐标之间变换公式为：

电力系统暂态稳定性培训课件第26页电力系统暂态稳定性培训课件第27页用直角坐标表示实数网络方程为：电力系统暂态稳定性培训课件第28页将(1)代入(2)得讨论：a）暂态计算中，解微分方程→，→等系数→Vx，Vy→Ix，Iy→电力系统暂态稳定性培训课件第29页b）Gx、Gy、Bx、By

、Cx、Cy均为函数c）模型→Gx等为常数，Cx为函数

d）动态

讨论不需要解析表示方式2)负荷处理和其它扰动→改变后修改对应节点导纳即可扰动处理相同，保留拓扑结构优点电力系统暂态稳定性培训课件第30页1）相对角才是同时表征2）绝对角不能用来判断稳定是否，全部单调上升在下降，只表示系统转速高于或低于同时转速，不是表示失步。3）稳定判据：相对角中只要有一个随时间呈单调改变（超出180°），→instable全部角经过振荡后都能稳定在某一项，→stable，第一摇摆，→振荡坐标。4、复杂电力系统暂态稳定判据电力系统暂态稳定性培训课件第31页§17.5暂态稳定讨论介绍1、仿真计算方法2、EEAC3、能量函数法4、人工智能：神经网络，教授系统5、暂态稳定控制：查表法等电力系统暂态稳定性培训课件第32页§17.6小结1、基本概