動態(tài)電力系統(tǒng)第4章(編輯修改稿)
2025-05-26 04:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 PEBS— Potential Energy Boundary Surface jF80年代以來： 單機能量函數(shù)法： IMEF， 1983 結(jié)構(gòu)保留能量函數(shù)法： SPEF， 1987 EEAC法：薛禹勝 ，擴展等面積法， 1988 EEAC— Extended Equal Area Criteria BCU法 ：江曉東， 1991 Boundary of Stability based Controlling Unstable Equilibrium Point Method 基于穩(wěn)定域邊界的主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點法 直接法的簡單類比： ， 對于一個滾球系統(tǒng) ， 當(dāng)滾球系統(tǒng)無擾動時，滾球位于穩(wěn)定平衡點 SEP。受擾后，滾球位于高度 h處時，其速度為 v。設(shè)球的質(zhì)量為 m，則滾球具有的總能量為 0m g hmv21V 2 ????? 勢能動能當(dāng)滾球到達 UEP點 速度 v=0，這時滾球的總能量為 m g HV cr ?Vcr稱為臨界能量 處，穩(wěn)定到滾球在摩擦力作用下回處，臨界穩(wěn)定滾球停在穩(wěn)定性滾球?qū)L出容器，失去S E PVVU E PVVVVcrcrcr???根據(jù)運動學(xué)原理，若 關(guān)鍵： ① 如何對一個實際系統(tǒng)構(gòu)造一個合適的能量函數(shù) 。 ② 如何確定與系統(tǒng)臨界穩(wěn)定狀態(tài)相對應(yīng)的臨界能量，從而通過比較 判別穩(wěn)定性。 VVV cr ???二、單機無窮大系統(tǒng)直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析 XL XT2 XT1 若發(fā)電機采用經(jīng)典數(shù)學(xué)模型，忽略原動機和調(diào)速器動態(tài)，忽略勵磁系統(tǒng)的動態(tài)，則系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可寫為： ddtMddtP Pm e????? ?mP?s in??? X VEeP式中， ?為轉(zhuǎn)子角， 為轉(zhuǎn)子角速度與 的偏差 M為發(fā)電機慣性時間常數(shù) 為機械輸入功率 為電磁功率。 ? n?t tc??????? P, 和PP受擾條件假設(shè)為：在 t=0時線路 II發(fā)生某種短路故障， 時切除故障線路。故障前、故障期間及故障切除后的電磁功率 與功角的關(guān)系如圖 ?s? ?uP u S So C Pm PI PII PIII A B C 0? C? ?故障切除瞬間的動能可表示為： AdPPddtdMMVccIImcck加速面積??????? ???????? 00)(21 2故障切除瞬間，系統(tǒng)的勢能定義為以故障切除后系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點 s為參考點到故障切除后的點 c的減速面積，即： BdPPV cS mI I Icp減速面積??? ? ??? )(從而，系統(tǒng)在擾動結(jié)束時的總暫態(tài)能量為： )()(21 2 BAdPPMVVV cS mI I Iccpckc??????? ? 面積?? ??Vcr)()( CBdPPV uS mIIIcr???? ? 面積??? 將系統(tǒng)處于不穩(wěn)定平衡點 u時，系統(tǒng)以 s點為參考點的勢能作為臨界能量 ，則： crc VV ?若 ，即面積 (A+B)面積 (B+C) 或 面積 A面積 C 則系統(tǒng)第一搖擺穩(wěn)定 等面積定則 三、 多機系統(tǒng)直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析 目標(biāo) 預(yù)想事故條件下的臨界切除時間 tcr 步驟： ① 構(gòu)造 故障后 系統(tǒng)的 Lyapunov函數(shù)或能量函數(shù) V(X) ② 對給定的故障，尋找 V(X)的臨界值 Vcr ③ 對故障后系統(tǒng)的暫態(tài)方程進行仿真 ,直至 V(X)=Vcr,對應(yīng)時刻為 tcr 關(guān)鍵 Vcr 經(jīng)典模型： 發(fā)電機： n+m個節(jié)點 n個節(jié)點 n ,1,=i )( ?eimiiiiiPPdtdMdtd??????負荷：恒定阻抗 網(wǎng)絡(luò)：收縮至發(fā)電機內(nèi)節(jié)點 Gr e d IEYIYV ??Pein ,1,=i )]c o s()s i n ([,12*1**???jinijijjiijiiijnjijieiieeiDCGEEYERIERP???? ????????????????????????iii EE ????ijjiij BEEC ? ijjiij GEED ?iiiiii jBGY ??ijijij jBGY ??電磁 功率 可寫為： 其中 為發(fā)電機的內(nèi)電勢 為僅保留發(fā)電機內(nèi)電勢節(jié)點后 導(dǎo)納短陣中的對角元和非對角元 對應(yīng)的自導(dǎo)納和互導(dǎo)納。 暫態(tài)穩(wěn)定研究的是發(fā)電機相對運動，需確定參考 坐標(biāo)的相位角。 ① MAR坐標(biāo) （ machine angle reference） 以第 n臺發(fā)電機為參考機 1n,1,=i )()()()(?nenmnieimiMPPMPPnininidtddtd?????????????② COI坐標(biāo) （ center of inertia） 以系統(tǒng)慣性中心為參考 ? ?C O I iiniM M?? ??11? ?C O I iiniM M?? ??11定義： ??? ? ni iMM 1 d dtC O IC O I? ??這里 ，并滿足 n,1,=i ~ ?C O IiiC O Iii??????????COI坐標(biāo)下，定義新的發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度和角速度 顯然， 0~11?? ????iniiinii MM ??n ,1,=i ~~?C O IieimiiiiiPMMPPdtdMdtd????????? ? ??????? ?????????????????nininijjiijijiijjnijiijniiiimieinimiC O IDPDCGEPPPP111 1,1121)co s (2) ] }co s ()s i n ([{)(??????C Cij j
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