大规模电力系统小干扰稳定性-课件95页课件.pptVIP

9/23/2024我们已知，电力系统的功角稳定性可分为小干扰稳定性及大干扰稳定性，分析小干扰及大干扰稳定性的方法，有很大的不同，分析小干扰稳定性采用的是在某个运行点上线性化微分方程式组，而分析大干扰稳定性是采用非线性的微分方程式组。分析大干扰稳定性主要采用时域法，即用数值积分法求解非线性微分方程式组的时间解。还有一种称作直接法，它主要是用来判断系统是否保持暂态稳定。分析小干扰稳定性则用复频域法。9/23/202419.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法

9/23/20249/23/202429.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法1.时域法描述电力系统的方程式是由两个部分组成的，一是描述电力系统中动态元件，如发电机、直流输电线路、静态无功补偿的微分方程式的集合，二是网络的稳态方程。下面以发电机为例，说明全系统微分方程式是怎样建立的，现以四绕组模型代表发电机，发电机的基本方程为

9/23/20249/23/202439.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法如果在定子电压方程式中，略去，并不计转速的变化，则定子电压与内电动势可以用代数方程式表示将id、iq表示为:另外已知发电机的电磁功率Pe可以表示为

9/23/20249/23/202449.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法至于发电机的励磁控制系统及调速器，可以设一些中间状态变量，把它们化为一阶微分方程组再与同步电机基本微分方程式联系在一起，并把基本方程中的id、iq、Me消去，就可以得到发电机包括控制系统的微分方程的另一种形式发电机的电流可以用状态变量及电压的代数方程式表示

9/23/20249/23/202459.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法但上面的方程式都是以发电机本身的d,q坐标表示的，应将它们转换到同步旋转的公共坐标R,I上，才能将所有的发电机与网络共同求解，图9.1是d,q坐标与坐标R,I的关系，由图可见公共坐标上的R轴为计算每台电机角的参考轴。

9/23/20249/23/202469.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法Eq’,Ed’也要转换到公共坐标,变成ER’,EI’。在与网络联合求解时，发电机可用x’＋r后面的电动势E’＝ER’+jEI’来代表，忽略凸极效应，这可用戴维南等值电路［见图9.2（a）］来表示，若化成诺顿等值电路［见图9.2（b）］，则发电机对网络的注入电流为

9/23/20249/23/202479.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法将全部发电机及所有动态元件，如直流输电设备、静止补偿器等的方程式转换到R、I坐标，消去没有动态元件的节点，最后，可得代表全系统的一阶微分方程的集合及网络的代数方程及网络的代数方程：

9/23/20249/23/202489.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法利用上述方法，就可以得到系统受到干扰（包括大干扰及小干扰）后，各变量随时间的响应，从而可以判别及分析稳定性，不论系统的规模有多大，线性或非线性，连续或断续的（各种各样逻辑控制），也不论系统微分方程的阶数有多高，在计算机技术高度发展的今天，时域法已成为分析稳定性最准确可靠的工具，也是目前工业上应用最广泛最主要的工具。建立在时域法基础上的软件，一般称暂态稳定程序，经过近50年的发展及完善，已成为能齐全、使用方便、工作可靠的商业化程序。

9/23/20249/23/202499.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法归结起来，可以说时域法的主要优点在于：（1）能够计入各种元件的非常详尽及复杂的数学模型，能够处理大规模的复杂电力系统能够模拟逻辑控制的断续作用及保护装置，在这些方面的功能几乎是没有限制的。（2）能够求出各个变量随时间的响应，因而当系统失去稳定时，可以了解系统是怎样失步的，甚至失步以后的过程，包括再同步或者解列后的状态。

9/23/20249/23/2024109.1电力系统稳定性的分析方法--时域法及复频域法但是，时域法也有以下的局限性：(l）用时域法分析系统稳定性，基本上是一个试探的过程，它不能提供参数对于稳定性定量的影响--灵敏度信息，另外，它得到的是具体数值解，不能得到解析解，因而不能清楚地指出参数的影响。(2）对某些故障的形式、地点及系统的运行条件，系统中有的振荡模式不能被激发出来，而这个模式正好又是阻尼比较低，人们最关心的模式，由于时域响应是不同的振荡模式的叠加的结果，振荡的衰减与否有时很难决定，甚至由于拍频的现象，而导致错误的判断。

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