第十七章電力系統暫態穩定性電力系統暫態穩定性培訓課件第1頁離散數值計算§17.1引言及基本假設1、引 言第十七章電力系統暫態穩定性TS問題定義：電力系統受到較大擾動之后各發電機是否能繼續保持同時運行問題。代數常微分方程組簡單系統解析計算困難：非線性，解析表示困難曲線穩定判斷電力系統暫態穩定性培訓課件第2頁2、基本假設是否同時運行→轉子機械運動→時間常數為5～10秒→只需計及影響大動態原因電力系統動態過程非常復雜快得多過程：忽略動態過程，只考慮靜態結果快得多過程：恒定電力系統暫態穩定性培訓課件第3頁1）忽略發電機定子及電網中電磁暫態過程，忽略轉子電流周期分量；理由：a、定子及電網電磁暫態過程很快，百分之幾秒，。b、非周期分量產生空間靜止磁場，作用于轉子上電磁力空間方向是快速突變，即轉子運動影響大。結果：能夠突變。2）不計阻尼繞繞組電磁暫態過程。3）不計零序和負序電流影響，只考慮基波正序分量，電力網能夠用正序增廣網絡表示。零序理由：a、△/Y→零序不過發電機。b、零序合成氣隙磁場為0。負序理由：a、合成電樞反應磁場反向旋轉→信頻交變力矩→平均值靠近于0。b、對瞬時值影響也很小。正序等效定則和復合序網→故障點接入故障附加阻抗。

電力系統暫態穩定性培訓課件第4頁5）不考慮頻率改變對系統參數影響

3、近似計算中簡化1）恒定2）恒定→發電機+模型→和相差不大。3）PT恒定，不考慮原動機調速器作用。

4）忽略暫定過程中發電機附加損耗電力系統暫態穩定性培訓課件第5頁(a)不穩定(b)穩定(c)臨界情況不一樣假設條件計算結果電力系統暫態穩定性培訓課件第6頁§17.2簡單電力系統暫態穩定分析計算1、各種運行情況下功率特征電力系統暫態穩定性培訓課件第7頁2大擾動后定性分析穩定條件：1）存在新平衡點；2）搖擺不超出不穩定平衡點，臨界角

電力系統暫態穩定性培訓課件第8頁3等面積定則1)功率特征曲線上，功角從改變到時，PT與Pe之間面積正比于轉子功效改變量電力系統暫態穩定性培訓課件第9頁2)加速面積與減速面積

PT

＞Pe：加速面積

PT＜Pe：減速面積，最大可能減速面積3)等面積定則：加速面積和減速面積相等(a)最大可能減速面積≥加速面積，穩定。(b)最大可能減速面積＜加速面積，不穩定。(c)加速面積=減速面積：(a)(b)(c)電力系統暫態穩定性培訓課件第10頁4)極限切除角與極限切除時間電力系統暫態穩定性培訓課件第11頁5)加速面積與減速面積計算初始狀態。過程劃分及功率特征。

新平衡點及不穩定平衡點S加，S減。判斷。6)例題前面系統電力系統暫態穩定性培訓課件第12頁17.3發電機轉子運動方程數值解法

1、分段計算法1）推導電力系統暫態穩定性培訓課件第13頁2）間斷點處理電力系統暫態穩定性培訓課件第14頁3）仿真穩定判據：相對功角單調增大超出180°則是不穩定，反之是穩定。4）精度與步長，0.01～0.05S5）第一個時段計算不一樣2、改進歐拉法xK-1，→xK，離散△t←數值條件←幾何解釋1）歐拉法電力系統暫態穩定性培訓課件第15頁2）改進歐拉法，k-1，→k，xK-1→xK←幾何解釋電力系統暫態穩定性培訓課件第16頁3）轉子運動方程改進歐拉法求解電力系統暫態穩定性培訓課件第17頁討論：間斷點處理。改進歐拉法局部截斷誤差為3階，全局為2階。上方法對復雜系統，簡單系統均是適用，只是計算方法不一樣。

電力系統暫態穩定性培訓課件第18頁3、考慮調整系統作用時暫態過程計算動態穩定：計及各種自動調整器作用較長時間暫態過程。討論：1）勵磁繞組：電力系統暫態穩定性培訓課件第19頁2）勵磁機：直流勵磁機原理電路圖電力系統暫態穩定性培訓課件第20頁強勵磁動作時：強勵退出時：電力系統暫態穩定性培訓課件第21頁§17.4復雜電力系統暫態穩定基本概念

1、復雜系統TS基本特點

1)當電力系統發生擾動以后，各發電機電磁功率將按擾動后網絡特征重新分配，有Pe↓，↑，有Pe↑，↓，加速發電機群中不一樣發電機加速速度不一樣，至于哪臺加速、減速，加速、減速速度怎樣，與網絡接線，負荷分布，大擾動地點，負荷特征等相關。電力系統暫態穩定性培訓課件第22頁2）簡單系統中不能再簡單地應用等面積定則，研究方法是仿真計算，依據仿真曲線來判斷其穩定性3）轉子運動方程中與網絡相關只有項，只要解網絡方程求得某一時刻，則各臺機其它計算與簡單系統相同

5）發電機某一時刻輸出電磁功率多少，由網絡結構和參數，負荷分布和待性、擾動等決定，最簡單情況下，只是函數4）轉子運動方程用絕對角描述，不過功率分布則由相對角來決定→判斷穩定性

電力系統暫態穩定性培訓課件第23頁2、復雜系統暫態穩定計算方法（一）忽略負荷狀態等，則：電力系統暫態穩定性培訓課件第24頁2、復雜電力系統暫態穩定計算方法（二）

1)求動態→不能用等值電路2)負荷動態+其它元件動態

→保留網絡拓撲結構

3)頻繁網絡改變等

n維系統→2n維方程→任意一個元件動態或突變，進行任意對應修改即可電力系統暫態穩定性培訓課件第25頁1)發電機處理同時旋轉參考軸與x軸重合，則得坐標與xy坐標之間變換公式為：

電力系統暫態穩定性培訓課件第26頁電力系統暫態穩定性培訓課件第27頁用直角坐標表示實數網絡方程為：電力系統暫態穩定性培訓課件第28頁將(1)代入(2)得討論：a）暫態計算中，解微分方程→，→等系數→Vx，Vy→Ix，Iy→電力系統暫態穩定性培訓課件第29頁b）Gx、Gy、Bx、By

、Cx、Cy均為函數c）模型→Gx等為常數，Cx為函數

d）動態

討論不需要解析表示方式2)負荷處理和其它擾動→改變后修改對應節點導納即可擾動處理相同，保留拓撲結構優點電力系統暫態穩定性培訓課件第30頁1）相對角才是同時表征2）絕對角不能用來判斷穩定是否，全部單調上升在下降，只表示系統轉速高于或低于同時轉速，不是表示失步。3）穩定判據：相對角中只要有一個隨時間呈單調改變（超出180°），→instable全部角經過振蕩后都能穩定在某一項，→stable，第一搖擺，→振蕩坐標。4、復雜電力系統暫態穩定判據電力系統暫態穩定性培訓課件第31頁§17.5暫態穩定討論介紹1、仿真計算方法2、EEAC3、能量函數法4、人工智能：神經網絡，教授系統5、暫態穩定控制：查表法等電力系統暫態穩定性培訓課件第32頁§17.6小結1、基本概