电力系统暂态稳定性

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1、《电力系统分析》(II)HuazhongUniversityofScienceandTechnology石东源dongyuanshi@mail.hust.edu.cn2011-2012学年度第二学期2012.2.21—2012.4.17暂态稳定分析计算的基本假设简单电力系统暂态稳定的分析计算各种运行情况下的功率特性大扰动后的转子的相对运动等面积定则，极限切除角，暂态稳定性极值比较法发电机转子运动方程的数值解法复杂电力系统暂态稳定的分析计算暂态稳定实际计算中系统各元件的数学模型电力系统异步运行的概念HuazhongUnive

2、rsityofScienceandTechnologyCH17电力系统暂态稳定性大扰动形式（扰动性质已知，可定量）大容量负荷投切发电机、线路、变压器等投切短路故障机电暂态过程特点电磁暂态过程：运行变量快速变化，电压电流磁链的非周期分量，ms级；机械暂态过程：运行变量慢速变化，功角转速等，转子运动方程，秒级；暂态稳定分析：考虑发电机转子运动的机电相互作用，关注功角随时间变化17.1暂态稳定分析计算的基本假设引言及基本假设是否同步运行→转子机械运动→发电机的惯性时间常数为5~10秒，扰动后转矩失去平衡→电力系统的动态过程非常复

3、杂：包括电磁暂态、机械暂态以及原动机调速器、发电机励磁调节器等调节设备的暂态过程。→只需计及对转子机械暂态影响大的动态因素→快得多的过程：忽略动态过程，只考虑静态结果→慢得多的过程：恒定17.1暂态稳定分析计算的基本假设引言及基本假设假设1：忽略发电机定子及电网中的电磁暂态过程(忽略非周期分量)，忽略转子电流的周期分量理由：(1)定子及电网的电磁暂态过程很快，百分之几秒(2)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17.1暂态稳定分析

4、计算的基本假设引言及基本假设假设2：不计零序和负序电流对转子运动的影响(发生不对称故障时)，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：(1)主变∆/Y接线→零序不过发电机(2)如果有I0，三相绕组空间对称分布，零序合成气隙磁场为0负序理由：(1)合成电枢反应磁场反向旋转→倍频交变力矩→平均值接近于0，对转子运动总趋势影响小(2)转子机械惯性大→I2对转子运动的瞬时速度影响也很小T-1VGT-2VGLPV+jQV17.1暂态稳定分析计算的基本假设引言及基本假设假设3：忽略暂态过程中发电机的附加损耗。附加损耗对

5、转子的加速运行有一定的制动作应，但数值不大。忽略之使计算结果略偏保守。假设4：不考虑频率变化对系统参数的影响。一般暂态过程中，发电机转速偏离同步转速不多。17.1暂态稳定分析计算的基本假设近似计算中的简化E'q恒定：―大扰动后的暂态过程中，E'q会随着励磁绕组自由电流的衰减而减小，但T'd为秒数量级―强行励磁的作用E'q和E'差别不大→E'恒定→发电机采用E'+Xd模型→δ'↔δ不考虑原动机调速器的作用→PT恒定17.1暂态稳定分析计算的基本假设近似计算中的简化E'q和E'差别不大→E'恒定→发电机采用E’+Xd模型→δ'

6、↔δ失稳稳定临界情况17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算各种运行情况下的功率特性发电机采用暂态电抗的暂态电势表示；不考虑原动机调速器的作用正常运行：发生短路故障：切除故障线路：17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算各种运行情况下的功率特性发电机采用暂态电抗的暂态电势表示；不考虑原动机调速器的作用稳定条件：1）存在新的平衡点；2）摇摆不超过不稳定平衡点，临界角δcr17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算大扰动后的定性分析17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算等面积定则（忽略振荡中的能耗）1）功率特性曲线上，功角从δ0→δc

7、变化时，PT与Pe之间的面积正比于转子动能的变化量。PT与Pe之间，与积分区间形成的面积17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算等面积定则（忽略振荡中的能耗）2）加速面积与减速面积PT>Pe，加速面积，过剩转矩所作的功→转化为转子的动能，对应面积AabcePT

8、可能减速面积=加速面积→δc.lim(极限切除角)最大可能减速面积Aedfs’17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算等面积定则（忽略振荡中的能耗）4）极限切除角功角单位为：rads17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算等面积定则（忽略振荡中的能耗）5）等面积定则的应用①确定初始状态②确定过程划分及功率特