【正文】 確定初始狀態(tài) ② 確定過程劃分及功率特性 ③ 新平衡點及不穩(wěn)定平衡點 ④ 計算極限切除角 ⑤ 計算實際切除角（根據切除時間， 應用 轉子運動方程的數值計算方法 求切除角 ） ⑥ 判斷是否穩(wěn)定 0 1 2 3 4 5limc?limct()t?0t t0?暫態(tài)穩(wěn)定分析計算示例 Ex191 ? 一回 線路首端 發(fā)生 三相短路 ； 路兩端斷路器跳閘；判斷系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 djX?E V1TjXLjX2TjXLjXdjX?E V1TjXLjX2TjXLjXdjX?E V1TjXLjX2TjXLjXjX?? ?11212222 Ld T TI d T L TIIII I Id T L TX X X X XX X X X XXX X XXXX ?????????? ? ? ? ??? ? ? ????? ? ? ?? Step1 各種狀態(tài)下的系統(tǒng)等值電路及發(fā)電機對系統(tǒng)轉移阻抗 221 . 4 3 1 2IIQ X P XEV VV? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? Step2 計算正常狀態(tài)下的發(fā)電機電勢與功角 00( )IIPX QXarctg V radsVV??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ??T1 T2 V G L + 2100 .2 , 0 .2J dTsXX?? ??1 ? ? ? 2 ?djX?E V1TjXLjX2TjXLjXdjX?E V1TjXLjX2TjXLjXdjX?E V1TjXLjX2TjXLjXjX?? Step3 各種狀態(tài)下的發(fā)電機電磁功率特性 sin sin 1 .7 2 4 4 sinsin sin 1 .1 4 5 0 ssin sin 0inI I mI m III I I m I I IIIIIIIIEVPEVPPXPXEPXPV? ? ????????????? ? ?暫態(tài)穩(wěn)定分析計算示例 Ex191 ? Step4 繪制發(fā)電機各種狀態(tài)下的功率特性 PP0δ0δcδc rPIPI IPI I Is s 39。 δt1ot0t1t2. . .tk 12 k k + 1tktk + 1. . .. . .. . .δ0時間 段末的 變化 速度 發(fā)電機轉子運動方程的數值解法 ? 改進歐拉法與分段計算法的比較 ? 分段計算法： ? 改進歐拉法 ? 間斷點的處理不同： 改進歐拉法只用功率突變后的電磁功率即可，因為其計算與前一個時間段無關。 則是不穩(wěn)定的，反之是穩(wěn)定的。 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性 ③ 新平衡點及不穩(wěn)定平衡點 ④ 計算極限切除角 ⑤ 計算實際切除角（根據切除時間， 應用 轉子運動方程的數值計算方法 求切除角 ） ⑥ 判斷是否穩(wěn)定 簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計算 ? 簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定判斷的極值比較法 ? ?? ?0 0 0l im l iml imc o s c o sa r c c o s, ( )c r m I I I c r m I Im I I I m I IcccP P PPPtt? ? ? ????? ? ????極 限 切 除 角 ：極 限 切 除 時 間 ：0 1 2 3 4 5limc?limct()t?0tt0??Pcr?0)0(P0PIPIIIP0?m in?hb limcfas c? IIPTPs 39。t)(t?3） 等面積定則： 減速面積 = 加速面積 → 恢復同步 最大可能減速面積 ≥ 加速面積 → 穩(wěn)定 最大可能減速面積 ＜ 加速面積 → 不穩(wěn)定 加速面積 = 減速面積 → δmax, δmin 最大可能 減速 面積 = 加速面積 → (極限切除角 ) 最大可能減速面積 Aedfs’ 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 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?. l im. l im0. l im . l im . l im . l im. l im.l000 0 0 00 0 01 00imsin sin 0c o s c o s c o s c o s 0c o s c o s c o s( ) c oc o srcccm I I m I I Im I I c r m I I I c rc r m I I I c r m I I m I I I m I Icc c cr m I I IcccP P d P P dP P P PP P P P PPP? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??????????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???????0s c o sc r m I Im I I I m I IPPP????1 0s i n , 9 0c r c rm I I IPP? ? ??? ? ? ? ?Pmax? cr?0 )0(P0P IPIIIP0?min?hbcedfas gc? IIPTPs 39。t)(t? 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） ?Pmax? cr?0t0 )0(P0PIPIIIP0?min?hbcedfas g)(???c?IIPTPs 39。max? cr?min?hs第 一 搖 擺 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→ δ c變化時， PT 與 Pe 之間的面積正比于轉子動能的變化量。d? 切除故障線路： j XT 1j XT 2j XLj XLV.PI I IPVE.j X 39。 ? δ ?t0?0??????t0?0??????t0?0?????失穩(wěn) 穩(wěn)定 臨界情況 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； ? 不考慮原動機調速器的作用 ? ? ? ?12121222I d T L Td T L TI I II I I d T L TX X X X XX X X XXXXX X X X X??? ? ? ?? ?????? ? ? ?si n si nsi n si nsi n si nI m III I m I IIII I I m I I IIIIEVPPXEVPPXEVPPX????????????I III IIIXXXX??mI mIImI mIIIPPPP??III IIXX?T 2 VT 1LPV, QVPG , QGVG? 正常運行： j X 39。 差別不大 →E 39。 ? δ 不考慮原動機調速器的作用 → PT 恒定 2s i n s i n 22qq d qEd d qE V X XVPX X X?????? ? ??? ???s inqEdVEPX ?? ?? ?? ? 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 近似計算中的簡化 E 39。 恒定 →發(fā)電機采用 E 39。q 和 E 39。q會隨著勵磁繞組自由電流的衰減而減小，但 T 39。 dI??dj X IVqV?qI ??TLj X I?qj X IGV?TLδGqV?qE QEqE?ET L djX I??ddjX I?ddjX I?qdjX I ?dj X Iqj X I?qqj X I 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 近似計算中的簡化 E 39。 假設 4： 不考慮頻率變化對系統(tǒng)參數的影響。附加損耗對轉子的加速運行有一定的制動作應，但數值不大。 Vamp?！?電力系統(tǒng)分析 》 ( II ) Huazhong University of Science and Technology 石東源 20222022學年度第二學期 — ? 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 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)電機轉子運動方程的數值解法 ? 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)各元件的數學模型 ? 電力系統(tǒng)異步運行的概念 Huazhong University of Science and Technology CH17 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 ? 大擾動形式（擾動性質已知，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 ，功角轉速等 ， 轉子運動方程 ， 秒級； ? 暫態(tài)穩(wěn)定分析： 考慮發(fā)電機轉子運動的機電相互作用 ， 關注功角隨時間變化 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 引言及基本假設 是否同步運行 → 轉子機械運動 → 發(fā)電機的慣性時間常數為 5~10秒，擾動后轉矩失去平衡 → 電力系統(tǒng)的動態(tài)過程非常復雜： 包括電磁暫態(tài)、機械暫態(tài)以及原動機調速器、發(fā)電機勵磁調節(jié)器等調節(jié)設備的暫態(tài)過程。 → 只需計及對轉子機械暫態(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)結果 → 慢得多的過程：恒定 1 ()NNTeJddtd PPd t T? ? ? ???? ???? ? ? ? ????? ???? 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 引言及基本假設 假設 1： 忽略發(fā)電機定子及電網中的電磁暫態(tài)過程 (忽略非周期分量 )，忽略轉子電流的周期分量 理由： (1) 定子及電網的電磁暫態(tài)過程很快，百分之幾秒 (2) 非周期分量產生空間靜止磁場，作用于轉子上的電磁力的空間方向是快速突變的，對轉子運動影響不大 結果： If, Ia, In, V, Pe 可以突變 0GV0P0?()GVtt()t?()Pt0qE0fit()fit()qEt0t?0t? 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 引言及基本假設 假設 2： 不計零序和負序電流對轉子運動的影響 (發(fā)生不對稱故障時 )，只考慮基波正序分量，電力網可以用正序增廣網絡表示 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 →倍頻交變力矩→平均值接近于 0，對轉子運動總趨勢影響小 (2) 轉子機械慣性大 → I2對轉子運動的瞬時速度影響也很小 T1 VG T2 V G L PV+jQV VPEamp。qEPGZZ?1TZ12LZ 2TZ2Z?0Z?(1)f2Z?(2)f0Z??(3)f(1,1)f0Z? 2Z? 暫態(tài)穩(wěn)定分析計算的基本假設 ? 引言及基本假設 假設 3： 忽略暫態(tài)過程中發(fā)電機的附加損耗。 忽略之使計算結果略偏保守。一般暫態(tài)過程中，發(fā)電機轉速偏