电力系统分析第14章 电力系统暂态稳定ppt课件.ppt

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1、本章提示等面积定则及求极限切除角的方法；分段计算法；复杂电力系统暂态稳定的分析方法；电力系统异步运行的概念。第14章电力系统暂态稳定14.1电力系统暂态稳定概述忽略频率变化对系统参数的影响忽略发电机定子电流的非周期分量发电机的参数用E′和Xd´表示当发生不对称短路时，忽略负序和零序分量电流对发电机转子运动的影响忽略负荷的动态影响在简化计算中，还忽略暂态过程中发电机的附加损耗。14.2简单电力系统暂态稳定1.系统在各种运行方式下发电机的电磁功率(1)正常运行方式（2）故障运行方式故障时(3)故障切除后的运行方式2.系统受大干扰后的物理

2、过程分析恢复到同步转速恢复到同步转速图14.3功角随时间变化曲线14.2简单电力系统暂态稳定的分析计算功角θ随时间变化的关系曲线。在这种情况下，该系统在受到此种扰动后是暂态稳定的。故障是在大于θC角度后才被切除，则系统将可能失去稳定性，发电机在加速期间，功角由移到时过剩转矩对转子所做的功为加速面积在减速期间，由过程中，转子克服制动转矩消耗的有功为减速面积3.等面积定则总结:例题14.1如图所示的简单电力系统，两相接地短路发生在双回输电线路的一回线的始端，各参数如图中所示。试计算为保持暂态稳定要求的极限切除角。14.2简单电力系统暂态

3、稳定的分析计算图14.4例14.1图解：1）计算各元件参数的标么值运行参数14.2简单电力系统暂态稳定的分析计算选基准值，选取2）系统正常运行时发电机与无限大系统间电抗为=0.17+0.1+0.57/2+0.118=0.673发电机暂态电势和初始运行功角为14.2简单电力系统暂态稳定的分析计算3）系统故障时据正序等效定则，在正序网络的故障点f接入附加电抗，当发生两相短路接地故障时，附加电抗是负序、零序网络在故障点f的等值电抗与的并联由图所示的负序零序等值电路得则附加电抗为故障时的等值电路如图d所示，发电机与系统间的等值电抗为故障时发

4、电机输出的最大电磁功率为14.2简单电力系统暂态稳定的分析计算4）故障切除后故障线路切除后的等到值电路如图e所示，发电机与系统间的电抗为=0.17+0.1+0.57+0.118=0.858此时发电机输出的最大功率为14.2简单电力系统暂态稳定的分析计算5)极限切除角=0.085514.2简单电力系统暂态稳定的分析计算发电机转子运动方程的数值解法发电机转子运动方程是非线性的常微分方程，一般用数值计算方法求其近似解。数值计算方法:分段计算法和改进欧拉法。为了保持电力系统的暂态稳定性，需要知道必须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角θj

5、q对应的极限切除时间tjq，这就需要找出发电机受到大干扰后，转子相对角θ随时间变化的规律，即θ=ƒ(t)曲线，此曲线称作摇摆曲线。一个时间段的中点至下一个时间段的中点不平衡功率ΔP保持不变，并等于下一时间段开始时的不平衡功率。如图14.5（a）所示。每个时间段内的相对角速度Δω保持不变并等于该时间段中点的相对角速度。如图14.5(b)所示。1.分段计算法为手工计算方法，它把转子运动过程分解成一系列小的时间段，根据前一时间段计算所得结果作为本时间段计算的初始条件，推算出本时间段的状态变量变化结果，这种方法步骤简单，概念明确，缺点是精度

6、较差。(1)用分段计算法求解时的假设条件14.3发电机转子运动方程的数值解法这种计算方法是“以直代曲，以不变代替变化”，计算中存在误差，当时间段选择足够小时，误差相应减小，通常取Δt＝0.05s。当能预料到同步振荡的振幅不大时，可取Δt＝0.1s；要求精度较高的场合，取Δt=0.02。图14.5分段计算法示意图14.3发电机转子运动方程的数值解法(2)分段计算法的计算步骤1）选取Δt，求常数K＝360fΔt²∕T；2）第一时段(14.14)第一时段末的功角(14.15)则(14.16)14.3发电机转子运动方程的数值解法3)第二时段

7、后，若为故障后方式（Ⅱ），则过剩功率(14.17)则(14.18)如果已经计算到故障切除时间，故障切除的瞬间，运行点由c点跃变到e点，过剩功率分别为(14.19)(14.20)则(14.21)故障切除后，求过剩功率时，应将改为，重复第3）步，直至计算到要求的时间后结束。14.3发电机转子运动方程的数值解法2.改进欧拉法常微分方程初值问题的数值解法，适于计算机计算。微分方程式为(14.22)改进欧拉法的预估－校正方程为上式中第一方程式为预估方程；第二方程式为校正方程；第三方程式为初始条件。求解上式时，从已知的初值（t＝0，）开始，离散

8、地逐点求出对应于时间的函数X的近似值取步长14.3发电机转子运动方程的数值解法第（n＋1）时段开始时，θ和ω的变化率即第n时段结束时的变化率3)第（n＋1）时段末θ和ω的预估值(14.26)不平衡功率(14.27)1)当第n时间段结束