电力系统的暂态稳定性课件.ppt
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- 电力系统 稳定性 课件
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1、第八章电力系统的暂态稳定性1.第八章 电力系统的暂态稳定性暂态稳定概述简单系统的暂态稳定分析 自动调节系统对暂态稳定的影响 复杂电力系统的暂态稳定计算提高暂态稳定的措施2.暂态稳定概述 什么是电力系统的暂态稳定性 1、大干扰 2、与运行方式和干扰方式的关系 3、电力系统暂态稳定性的校验 暂态稳定分析 1、与时间长短有关 2、时间分段:3.暂态稳定分析:时间分段 起始:01s,保护、自动装置动作,但调节系统作用不明显,发电机采用 、PT 恒定模型;中间:15s,AVR、PT的变化明显,须计及励磁、调速系统各环节;后期:5smins,各种设备的影响显著,描述系统的方程多。本书中重点讨论起始阶段。基
2、本假定:网络中,=0(网络等值电路同稳态分析)只计及正序基波分量,短路故障用正序增广网络表示qE4.第二节第二节 简单系统的暂态稳定分析简单系统的暂态稳定分析 物理过程分析 等面积定则 微分方程的数值解法(摇摆曲线法)5.简单系统的暂态稳定分析物理过程分析 发电机采用E模型 Uconst故障前:故障前:EUconst6.电源电势节点到系统的直接电抗 故障中:E12 2 LIdTTxxxxxsinIIE UPxjxUconst1222()()2()()2LdTTLIIdTTxxxxxxxxxx sinIIIIE UPx7.故障切除后:功角特性曲线为:E Uconst12IIIdTLTxxxxxs
3、 inIIIIIIE UPxPPT=P0PIPPabcdefk0 cmh8.故障发生后的过程为:运行点变化 原因 结果 ab 短路发生 PTPE,加速,上升,增大 bc 上升,增大 0,动能增加 ce 故障切除 PT0,继续增大ef 动能释放 减速,当f=0,动能释放完 毕,m角达最大fk PT发电机输出的电磁功率,发电机加速,220JTIIT dPPdt22()dd ddd dddtdt dtdtdt dd 0 ()JTETdPP d PPT=P0PIPabcdf0 cmh12.积分得:022200011()()22cJJccTIITTPP d左侧转子在相对运动中动能的增量;左侧转子在相对运
4、动中动能的增量;TP右侧过剩转矩对相对位移所做的功右侧过剩转矩对相对位移所做的功 线下方线下方的阴影面积的阴影面积称为加速面积;称为加速面积;13.故障切除后 220JTIIITdPPdt022001()2mJmTIIITPPdm 0f0m 01()2mcJcIIITTPP d右侧制动转矩对相对角位移所做的功右侧制动转矩对相对角位移所做的功 PPT=P0PPcdefk cmh14.线上方的阴影面积(称为减速面积)因减速过程中,转速恢复同步转速(即加速过程中的动能释放完毕)时角达最大,所以加速面积减速面积等面积定则。等面积定则的应用 1、在三状态暂态稳定分析中确定极限切除角,角摇摆越过h,则PT
5、PE,将使角P 继续扩大,系统失去暂态稳定。h是最大允许摇摆角。15.当加速面积与允许的减速面积相等时,0()()cmhcmTIIIIITPP dPP d0(sin)(sin)cmhcmTIIMIIIMTPPdPP d90()coscoscosThIIIMhIIMcmIIIMIIMPPPPP暂态稳定判据暂态稳定判据1:ccm,系统能保持暂态稳定,否则不能保持暂态稳定,系统能保持暂态稳定,否则不能保持暂态稳定 16.2、加速面积、减速面积的应用例单相重合闸的作用分析 加速面积、减速面积的应用例加速面积、减速面积的应用例单相重合闸单相重合闸的作用分析的作用分析 A A B Cc(1)正常运行正常运
6、行 A A B Cc(2)单相接地单相接地17.A B C(3).选相跳闸选相跳闸 A B C(5).重合失败重合失败 A B C(4).重合成功重合成功 A B C(6).非全相运行非全相运行暂态稳定判据暂态稳定判据2:实际加速面积:实际加速面积180,系统不能保持暂态稳定。-t曲线的计算方法(微分方程数值解法)曲线的计算方法(微分方程数值解法)26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.第三节第三节 发电机组自动调节系统对发电机组自动调节系统对暂态稳定的影响暂态稳定的影响 本节仍以简单系统为对象,讨论发本节仍以简单系统为对象,讨论发电机组的自动调节励磁系统和自动电机组
7、的自动调节励磁系统和自动调速系统对暂态稳定的影响,其中调速系统对暂态稳定的影响,其中以前者为重点。以前者为重点。37.一、自动调节系统对暂态稳定的影响一、自动调节系统对暂态稳定的影响(一一)自动调节励磁系统的作用自动调节励磁系统的作用 在以上的讨论中,认为发电机暂态电抗在以上的讨论中,认为发电机暂态电抗xd后的电动势后的电动势Ed在整个暂态过程中保持恒定,在整个暂态过程中保持恒定,这实际上仅是很粗略地考虑自动调节励磁这实际上仅是很粗略地考虑自动调节励磁装置的作用,因而有可能带来错误的结论。装置的作用,因而有可能带来错误的结论。例如,若在发生短路后发电机在强行励磁例如,若在发生短路后发电机在强行
8、励磁作用下暂态电动势升高,则上述近似处理作用下暂态电动势升高,则上述近似处理偏于保守,否则相反。偏于保守,否则相反。38.(二二)自动调速系统的作用自动调速系统的作用39.二、计及自动调节励磁系统作用时的暂态二、计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定分析稳定分析 为使以下的讨论不至过于繁琐,假设短路为使以下的讨论不至过于繁琐,假设短路后励磁机的励磁电压在强行励磁装置作用后励磁机的励磁电压在强行励磁装置作用下立即升到最大值下立即升到最大值uffmax。即应用式。即应用式(646)描描述强制空载电动势的变化述强制空载电动势的变化 发电机待求解的微分方程共有四个。发电机待求解的微分方程共有四个。是是励
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