稳定与非控制 1gg [兼容模式]

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1、第一章电力系统稳定与非线性控制概述1.1现代电力系统的基本结构配电系统用电系统发电系统输电系统10kV380V20kV220kV220kV10kV10kV380V发电系统输电系统配电系统用电系统11.2电力系统运行状态一、正常运行状态电力系统能够以合格的电能质量满足负荷要求。二、警戒状态电力系统在正常运行状态下，受到一系列大小不等干扰，其累计效应，使系统总的安全水平逐渐下降而进入警戒状态。特征：各种约束条件仍满足，但安全储备降低，应采取措施。三、紧急状态系统遭受严重干扰，运行参数偏离正常值。特征：往往约束条件不能满足，频率、电压偏离正常值。措施：快速切除故障、投入安控设备、切负荷。四、恢复

2、状态紧急状态后，经采取措施，若干设备重新启动后，系统恢复正常运行状态。2正常运行状态（满足负荷需求、经济运行）储备系数减小不恢复状态警戒状态安（重新并列、恢复（预防性控制）全对用户供电）超越不等式约束系统崩溃解列紧急状态危（切机、切负（紧急性控制）险荷、断开线路）切负荷31.3电力系统的稳定问题及其研究方法一、研究电力系统稳定性的目的和意义电力系统的根本任务就是在国民经济发展计划的统筹规划下，合理开发能源，用综合最低成本向各部门各用户提供充足、可靠、质量合格的电能。对于电力系统来说，安全和稳定是电力系统正常运行的最基本条件。安全：是指运行中的所有电力设备必须在不超过它们允许的电流、电压、频

3、率的幅值和时间限额内运行。不安全的后果可能会导致电力设备、用户设备的损坏。稳定；是指电力系统连续向负荷正常供电的状态。不稳定的后果可能会导致电力系统解列，造成大面积负荷区域长时间停电。4二、电力系统稳定性问题指的是电力系统运行中受到扰动（可以是微小的、也可能是较大的）后，能否继续回复到原来运行状态（或重新建立起一种新的平衡态）的问题。5三、电力系统稳定性问题的研究方法目前主要的研究方法有两种。1.小干扰法（针对小扰动）：电力系统模型线性化确定系统电力系统模型线性化判断系统雅可比矩阵是否有零特征值稳定性2.数值仿真法（针对大扰动）：确定电力系统系统模利用数值积分法直接确定系统型时间步长求取状

4、态变量相对于时间的解稳定性61.3电力系统控制联合调度与控制中心系统调度与控制中心至其它输电系统发电系统配电中心发电机组7第二章电力系统动态数学模型（同步发电机）GTLU=常数wNwN·wEq·d·0UU8一、同步发电机转子运动方程根据牛顿力学定律，同步发电机角加速度与作用在转子轴上的不平衡转矩之间有如下关系：dWJa=J=DM=M-M（2-1）TEdt式中：a为转子机械加速度，单位：rad/s2W为转子机械角速度，单位：rad/s为转子转动惯量，单位kg.2JmDM为作用在转子轴上的不平衡转矩，单位：N.mM为原动机的机械转矩，单位：N.mTM为发电机的电磁转矩，单位：N.mEt为时间，

5、单位：s。9当发电机以同步转速旋转时，其动能为：122WW=JWJ=KK02W202WdW代入（2-1）后：K´=DM（2-2）2Wdt0如果转矩采用标幺值，（2-2）两端同时除以转矩基准值MBM=S/WBB0TJ2WK2WdW2WdW代入（2-2）后：0K（2-3）´=´=DM*SBdtSBW0dtW0dW*上式可写为：T=DM（2-4）J*dt10T—发电机组的惯性时间常数，其物理意义为：JdW1dt=T*DM=1t=òTdW=T由（2-4）式：J*J*JDM0*T为发电机组空载时转子上加额定转矩后，转子由静止J到额定转速所需要的时间。发电机组的飞轮转矩，厂家给定222222JW0GD

6、W0GDæ2pnö2.74GD2TJ==´=´ç÷=nSB4SB4SBè60ø1000SB又由于机械角速度与电角速度存在下列关系：ww0W=，W=0pp又由（2-3）有：（2-5）112dddddw计及：=w-w，以及：=02dtdtdt（2-5）式又可表示为：ìdd=w-wï0ïdtí（2-6）dwwï=0(P-P)TEïdtTîJ或：ìdd=(w-1)wï*0ïdtídw1（2-7）ï*=(P-P)TEïdtTîJ12二、发电机的电磁功率（以隐极机为例）·GTLU=常数Eqq·jIxdSd···qU··EqUU·GIIxdxTxLxdSPdEqEUEsind=IxcosqqqdSP=E

7、qmxdSEUsind=IUcosqxqdSEUq以空载电势表示GP=sindEqx时的功角特性ddS0009018013同理可以推出以暂态电势和暂态电抗表示发电机时的功角特性：'2'EqUUxdS-xd¢SP'P=sind-´sin2dEqEqx¢2xx¢dSdSdS'EUP=sind¢E¢x¢dS-1éUæçx¢dSö÷ùd¢=d-sinêç1-÷sindúE¢xëèdSøû00901800d以发电机端电压表示发电机