第10章 电力系统暂态稳定性分析.pptx

第十章电力系统暂态稳定性分析;

10-1系统暂态稳定性概述

暂态稳定性定义

电力系统暂态稳定是指电力系统在正常运行的情况下，突然受到大扰动,经过一段时间后能够达到新的稳定运行状态或者恢复到原来的运行状态的能力。

分析暂态稳定过程的时间段分类

u起始阶段（0~1s）：保护和自动装置有一系列动作，例如：切除故障线路和重合闸、切除发电机等，但调节系统还来不及起到明显作用。

u中间阶段（1~5s）：发电机组的调节系统已经起作用；

u后期阶段（5s~mins）：此时热力设备中的过程将影响到电力系统的暂态过程。另外，系统中还将发生永久性地切除线路，以及由于频率和电压的下降，导致自动装置切除部分负荷等操作。

分析暂态稳定时的一些假设

u在故障后的暂态过程中，网络中的频率仍为额定频率，50Hz。

u忽略突然发生故障后网络中的非周期分量电流。

u只计及正序基波分量，短路故障用正序增广网络表示。;

一、物理过程分析

故障前(Ⅰ)：

故障中(Ⅱ)：

sinδ;

δ0δkδcδmδh;

若故障切除得比较晚，故障线路切除前转子加速已比较严重，当故障线路切除后，在达到f点时，转子转速仍大于同步转速。甚至在到达h点时转速还未降至同步转速，当运行点越过h点后，转子又立即承受加速转矩，转速又开始加速。加速度越来越大，δ将不断增大，发电机和无限大系统间最终失去同步。由此可见，快速切除故障是提高暂态稳定的有效措施。

1、若δmδh，系统可经衰减震荡后停止于稳定平衡点k，系统保持暂态稳定。反之，不稳定。

2、暂态稳定分析与初始运行情况、故障类型、故障切除时间有关。

3、暂态稳定分析是计算发电机δi的变化情况，根据δi情况，判断系统稳定性。5;

abcd围成的加速面积

当功角由δc变到δmax时，原动机输入的能量PT小于发电机输出的能量，不足部分由发电机转速降低而释放的动能转化为电磁能来补充。动能减少

defg围成的减速面积;

在极限角切除时切除故障线路，已经利用了最大可能的减速面积。

如果切除角大于极限切除角，就会造成加???面积大于减速面积，暂态过程中运行点就会越过h点而使系统失去同步。

只要切除角小于极限切除角，系统总是稳定的。

暂态稳定判据：δc≤δcm，系统能保持暂态稳定，否则不能保持暂态稳定。;

d;

例题10-1

一简单电力系统的接线如图所示，设输电线路某一回路的始端发生两相接地短路，试计算为保持暂态稳定而要求的极限切除角。

：

求得正常运行时正序、负序和零序等值电路中的参数。正序等值电路Q0=0.2

将发电机的惯性时间常数归算b为基值，可知：

零序等值电路

发电机的暂态电势：;;;

求解转子运动方程的算法

转子运动方程是非线性的微分方程，一

般不能求得解析解，用数值方法求出近似解 分段计算法：就是把时间分成一个一个小

段，在每个小段时间里，把变加速运动看成是等加速运动。计算方法简单。

改进欧拉法：一种单步法。;;

过剩功率从零开始变为ΔP(0)=P0?P(0)=1?0.285=0.715

经过第一时段后角增量=5.5×=1.97。

δ(1)=δ0+Δδ(1)=34.53+1.97=36.5。

第二时段初，发电机输出功率为P(1)=PIIMsinδ(1)=0.504sin36.5。=0.3

δ(2)=δ(1)+Δδ(2)=36.5+5.82=42.32。;

t(s);;

改进欧拉法的计算步骤和递推公式

解网络方，的电磁功率

近似值

解微分方程，求时间段末功角等的修正值

PE(n+1)=PIImsinδ(+)1)

Δt;

10-3发电机自动调节系统对暂态稳定的影响

在暂态稳定的分析计算中

l计及自动调节励磁的作用时，应考虑发电机电动势变化；

l计及自动调速系统的作用时，应考虑原动机的机械功率变化。

计及自动调节励磁作用和计及自动调速系统作