電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性

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1、《電力系統(tǒng)分析》(II)HuazhongUniversityofScienceandTechnology石東源dongyuanshi@mail.hust.edu.cn2011-2012學年度第二學期2012.2.21—2012.4.17暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算各種運行情況下的功率特性大擾動后的轉(zhuǎn)子的相對運動等面積定則，極限切除角，暫態(tài)穩(wěn)定性極值比較法發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的數(shù)值解法復雜電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算暫態(tài)穩(wěn)定實際計算中系統(tǒng)各元件的數(shù)學模型電力系統(tǒng)異步運行的概念HuazhongUnive

2、rsityofScienceandTechnologyCH17電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性大擾動形式（擾動性質(zhì)已知，可定量）大容量負荷投切發(fā)電機、線路、變壓器等投切短路故障機電暫態(tài)過程特點電磁暫態(tài)過程：運行變量快速變化，電壓電流磁鏈的非周期分量，ms級；機械暫態(tài)過程：運行變量慢速變化，功角轉(zhuǎn)速等，轉(zhuǎn)子運動方程，秒級；暫態(tài)穩(wěn)定分析：考慮發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動的機電相互作用，關(guān)注功角隨時間變化17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)引言及基本假設(shè)是否同步運行→轉(zhuǎn)子機械運動→發(fā)電機的慣性時間常數(shù)為5~10秒，擾動后轉(zhuǎn)矩失去平衡→電力系統(tǒng)的動態(tài)過程非常復

3、雜：包括電磁暫態(tài)、機械暫態(tài)以及原動機調(diào)速器、發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器等調(diào)節(jié)設(shè)備的暫態(tài)過程?！恍栌嫾皩D(zhuǎn)子機械暫態(tài)影響大的動態(tài)因素→快得多的過程：忽略動態(tài)過程，只考慮靜態(tài)結(jié)果→慢得多的過程：恒定17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)引言及基本假設(shè)假設(shè)1：忽略發(fā)電機定子及電網(wǎng)中的電磁暫態(tài)過程(忽略非周期分量)，忽略轉(zhuǎn)子電流的周期分量理由：(1)定子及電網(wǎng)的電磁暫態(tài)過程很快，百分之幾秒(2)非周期分量產(chǎn)生空間靜止磁場，作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力的空間方向是快速突變的，對轉(zhuǎn)子運動影響不大結(jié)果：If,Ia,In,V,Pe可以突變17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析

4、計算的基本假設(shè)引言及基本假設(shè)假設(shè)2：不計零序和負序電流對轉(zhuǎn)子運動的影響(發(fā)生不對稱故障時)，只考慮基波正序分量，電力網(wǎng)可以用正序增廣網(wǎng)絡(luò)表示零序理由：(1)主變?/Y接線→零序不過發(fā)電機(2)如果有I0，三相繞組空間對稱分布，零序合成氣隙磁場為0負序理由：(1)合成電樞反應磁場反向旋轉(zhuǎn)→倍頻交變力矩→平均值接近于0，對轉(zhuǎn)子運動總趨勢影響小(2)轉(zhuǎn)子機械慣性大→I2對轉(zhuǎn)子運動的瞬時速度影響也很小T-1VGT-2VGLPV+jQV17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)引言及基本假設(shè)假設(shè)3：忽略暫態(tài)過程中發(fā)電機的附加損耗。附加損耗對

5、轉(zhuǎn)子的加速運行有一定的制動作應，但數(shù)值不大。忽略之使計算結(jié)果略偏保守。假設(shè)4：不考慮頻率變化對系統(tǒng)參數(shù)的影響。一般暫態(tài)過程中，發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏離同步轉(zhuǎn)速不多。17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)近似計算中的簡化E'q恒定：―大擾動后的暫態(tài)過程中，E'q會隨著勵磁繞組自由電流的衰減而減小，但T'd為秒數(shù)量級―強行勵磁的作用E'q和E'差別不大→E'恒定→發(fā)電機采用E'+Xd模型→δ'?δ不考慮原動機調(diào)速器的作用→PT恒定17.1暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設(shè)近似計算中的簡化E'q和E'差別不大→E'恒定→發(fā)電機采用E’+Xd模型→δ'

6、?δ失穩(wěn)穩(wěn)定臨界情況17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算各種運行情況下的功率特性發(fā)電機采用暫態(tài)電抗的暫態(tài)電勢表示；不考慮原動機調(diào)速器的作用正常運行：發(fā)生短路故障：切除故障線路：17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算各種運行情況下的功率特性發(fā)電機采用暫態(tài)電抗的暫態(tài)電勢表示；不考慮原動機調(diào)速器的作用穩(wěn)定條件：1）存在新的平衡點；2）搖擺不超過不穩(wěn)定平衡點，臨界角δcr17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算大擾動后的定性分析17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算等面積定則（忽略振蕩中的能耗）1）功率特性曲線上，功角從δ0→δc

7、變化時，PT與Pe之間的面積正比于轉(zhuǎn)子動能的變化量。PT與Pe之間，與積分區(qū)間形成的面積17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算等面積定則（忽略振蕩中的能耗）2）加速面積與減速面積PT>Pe，加速面積，過剩轉(zhuǎn)矩所作的功→轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的動能，對應面積AabcePT

8、可能減速面積=加速面積→δc.lim(極限切除角)最大可能減速面積Aedfs’17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算等面積定則（忽略振蕩中的能耗）4）極限切除角功角單位為：rads17.2簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算等面積定則（忽略振蕩中的能耗）5）等面積定則的應用①確定初始狀態(tài)②確定過程劃分及功率特