文档介绍：电力系统暂态稳定性
§ 引言及基本假设
1、引言
?d?i?????N??dt ?d??N?i?(PT?Pe)??dt?i?TJ
?PTi?f1(?i) ??Pei?f2(?1,????n)
TS定义:
代数常微分方程组→①离散数值计算→?,?曲线→稳定判断;②简单系统的解析计算。
困难:非线性,解析表达困难。
2、基本假设
是否同步运行→转子机械运动→时间常数为5~10S秒,→只需计及影响大的动态因素。
电力系统的动态过程非常复杂。→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
?dx?dt?F(x,x2,P,u,y)
? ?G(x,x2,P,u)?0
?y?H(x,x,P,u)2??
1)忽略发电机定子及电网中的电磁暂态过程,忽略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,L。?R
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,对转子运动影响不大。
结果:if, ia, in,V,Pe可以突变。
2)不计阻尼绕绕组的电诉暂态过程。
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Z△。
4)忽略暂定过程中发电机的附加损耗。
5)不考虑频率变化对系统参数的影响。
3、近似计算中的简化
?恒定 1)Eq
? 秒数量级
Ed???E?q恒定
强行励磁?
'2)E'恒定→发电机E'+xd模型→?'??
?和E'相差不大。 Eq
3)PT恒定,不考虑原动机调速器的作用。
§ 简单电力系统暂态稳定的分析计算
1、各种运行情况下的功率特性
1XL?XT22
1'(Xd?XT1)(XL?XT2)XII?XI?X?'XI?Xd?XT1?
'XIII?Xd?XT1?XL?XT2
E2EVP?sin?11?sin(???12)Z11Z12
2、大扰动后的定性分析
稳定条件:
1)存在新的平衡点;
2)摇摆不超过不稳定平衡点,临界角?cr。
3、等面积定则
1)功率特性曲线上,功角从?1到?2变化时,PT与Pe之间的面积正比于转子功能的变化量。
?W???Md? ?1?2
????
?2
?11?21?Pd? ??1?*(PT?Pe)d?
??(PT?Pe)d? ?1?2
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最大可能减速面积≥加速面积,稳定。
最大可能减速面积<加速面积,不稳定。加速面积=减速面积:?max,?min 最大可能面积=加速面积:?c,lim
4)极限切除角与极限切除时间
???(P0?PmIIsin?)d????cr?(P0?PmIIsin?)d??0
??cos?1P0(?cr??0)?PmIIcos?cr?PmIIcos?0) PmII?P0
P0 PmII?cr???sin?1
5)加速面积与减速面积的计算? 初始状态。
? 过程划分及功率特性。
? 新平衡点及不稳定平衡点。? S加,S减。
? 判断。
6)例题,前边系统定位。
§ 发电机转子运动方程的数值解法
?d?????N?dt? ?d?????N(PT?Pmsin?)?N?P?TJTJ?dt
1、分段计算法
1)推导:
?N?????(0)T?P(S)?t?J ?????1?N?P?T2?1K?P(1)(0)(0)?2TJ2?
?P(1)?PT?Pe(1)
??(1)??N?P(0)??P(1)
TJ2?t
??(2)???(1)?t?1?N?P(1)?t2 2TJ
???(1)?K?P(1)
??(K?R),??(K?1),?P(K?1),?P(K?2)
??(K)=??(K?2)?tt+?N?P(K?2)??P(K?1)
TJ2?t2?1?N?P(K?1)?t2 2TJ
=??(K?2)?t?1?N?P(K?1)21??t? 2TJ2
???(K?1)?K?P(K?1)
??P(K?1)???N1?