電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性PPT課件

1、第1頁(yè)/共119頁(yè)()iNiNTeiJddtdPPdtT ),()(121neiiTfPfPi較大的擾動(dòng)較大的擾動(dòng)。第2頁(yè)/共119頁(yè)擾動(dòng)擾動(dòng)第3頁(yè)/共119頁(yè)第4頁(yè)/共119頁(yè)w=1復(fù)合序網(wǎng)法復(fù)合序網(wǎng)法第5頁(yè)/共119頁(yè)1 忽略定子電流的非周期分量和與它對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流的周期分量 理由： a、定子及電網(wǎng)的電磁暫態(tài)過(guò)程很快，百分之幾秒。 b、非周期分量產(chǎn)生空間靜止磁場(chǎng)，作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力的空間方向是快速突變的，即轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)影響大。 結(jié)果： 可以突變。, , , ,faneiii V P第6頁(yè)/共119頁(yè)CV G T1T2LVPfifV0P00GVPGV0tt0fi0GE0tt 定子回路交流分量的

2、電流和與之對(duì)應(yīng)的磁鏈可以突變，電定子回路交流分量的電流和與之對(duì)應(yīng)的磁鏈可以突變，電感電路的電流可以突變，閉合繞組的合成磁鏈不再守恒，感電路的電流可以突變，閉合繞組的合成磁鏈不再守恒，系統(tǒng)中的電壓和電磁功率也可以突變。系統(tǒng)中的電壓和電磁功率也可以突變。, , , ,faneiii V P第7頁(yè)/共119頁(yè)2 發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，不計(jì)負(fù)序和零序分量電流對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響,電力網(wǎng)可以用正序增廣網(wǎng)絡(luò)表示。 零序理由： a、/Y零序不過(guò)發(fā)電機(jī)。 b、零序合成氣隙磁場(chǎng)為0。 負(fù)序理由： a、合成電樞反應(yīng)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)倍頻交變力矩平均值接近于0。 b、對(duì)瞬時(shí)值影響也很小。第8頁(yè)/共119頁(yè)。，那么則因發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速

3、，同步角速度若取基準(zhǔn)角速度MPNNB13 3 忽略暫態(tài)過(guò)程中發(fā)電機(jī)的附加損耗忽略暫態(tài)過(guò)程中發(fā)電機(jī)的附加損耗4 4 不考慮頻率變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響不考慮頻率變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響第9頁(yè)/共119頁(yè)dqT 秒數(shù)量級(jí)恒定 強(qiáng)行勵(lì)磁E第10頁(yè)/共119頁(yè)注意注意 2sin2sin2 dqdqdqqEXXXXVXVEP sindEXVEP(16-21)(16-24)采用公式采用公式第11頁(yè)/共119頁(yè)t00t00t00第12頁(yè)/共119頁(yè)第13頁(yè)/共119頁(yè) 一 正序等效定則復(fù)習(xí) 二 各種運(yùn)行情況下的功率特性 三 大擾動(dòng)后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 四 等面積定則 五 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定判斷的極值比較法第14

4、頁(yè)/共119頁(yè)正序網(wǎng)絡(luò)1n)(nZ jXff1)0(fV1faIjX(n)第15頁(yè)/共119頁(yè)02)1(ffffXXX 2)2(ffXX 02)1 , 1(/ffffXXX 第16頁(yè)/共119頁(yè)VG T1T2LGZ1TZlZ212TZVZ0Z2Z單相接地2Z兩相短路2Z0Z兩相接地0Z三相短路短路時(shí)的等效電路正序等效定則和復(fù)合序網(wǎng)正序等效定則和復(fù)合序網(wǎng) 故障點(diǎn)接入故障附加阻抗。故障點(diǎn)接入故障附加阻抗。第17頁(yè)/共119頁(yè)第18頁(yè)/共119頁(yè)VG T1T2L00jQP LjXdXj 2TjXVE1TXj LjXjXLjXdXj2TjXE1TXjLjXLjXdXj2TjXE1TXj第19頁(yè)/共11

5、9頁(yè)2121TLTdIXXXXXXXXXXXXTLTdIII)21)(2121TLTdIIIXXXXX XIXIII90crmIIIPP sin0 第48頁(yè)/共119頁(yè)8 .663936. 0cos504. 0396. 153.34cos504. 025.134cos396. 1180/)53.3425.134(1coscoscos)(cos110001lim mmmcrmcrcPPPPP第49頁(yè)/共119頁(yè)（1 1）選擇基值，參數(shù)計(jì)算取例 一簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的接線如題圖所示。設(shè)輸電線路某一回路的始端發(fā)生兩相接地短路，試計(jì)算為保持瞬態(tài)穩(wěn)定而要求的極限切除角度。 解：kVVMVASnn209,220

6、220kV209121220115nS sSPTTnNbJ18. 82208 . 0/2406cos/求得正常運(yùn)行時(shí)正序、負(fù)序和零序等值電路中的參數(shù)，如題圖11-211-2（a a）（b b）所示。將發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)歸算到第50頁(yè)/共119頁(yè)各序等值電路第51頁(yè)/共119頁(yè)（2 2）計(jì)算系統(tǒng)正常運(yùn)行方式，決定 和 ，此時(shí)系統(tǒng)總電抗為E02 . 0798. 0122. 0243. 0138. 0295. 0000tgPQXI010222021053.34798. 02 . 01798. 041. 1798. 0798. 02 . 01tgUXPUXQUEI發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)電勢(shì)為第52頁(yè)/共119

7、頁(yè)123. 0122. 0972. 0138. 0122. 0972. 0138. 0222. 0122. 0243. 0138. 0432. 0)122. 0243. 0(138. 0432. 002XX079. 0123. 0222. 0123. 0222. 00202XXXXX80. 2079. 0365. 0433. 0365. 0433. 0IIX504. 08 . 2141. 1IImXUEP（3 3）故障后的功率特性。由題圖11-211-2（b b）的負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)可得故障點(diǎn)的負(fù)序、零序等值電抗為所以加在正序網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)上的附加電抗為于是故障時(shí)等值電路如題圖11-211-2（c c

8、）所示，故所以故障時(shí)發(fā)電機(jī)最大功率為第53頁(yè)/共119頁(yè)041. 1122. 0243. 02138. 0295. 0IIIX35. 1041. 1141. 1IIImIIIXUEP0100102 .13235. 11sin180sin180IIIMcrPP（4 4）故障切除后的功率特性。故障切除后的等值電路如題圖11-211-2（d d）所示。此時(shí)最大功率為第54頁(yè)/共119頁(yè)458. 0coscoscos00IIMIIIMIIMcrIIIMcrTcrPPPPP07 .62cr（5 5）計(jì)算極限切除角為第55頁(yè)/共119頁(yè)第56頁(yè)/共119頁(yè)第57頁(yè)/共119頁(yè)第58頁(yè)/共119頁(yè))sin(

9、1122 mTaaNJPPPMdtdT )sin()sin(1 mTJNmTJNPPTPPT NmTJNdtdaPPTdtd)sin(注意發(fā)電機(jī)的加速度 1第59頁(yè)/共119頁(yè) NmTJNdtdaPPTdtd)sin(211121tattaiiiiii ）（）（）（）（）（）（ 第60頁(yè)/共119頁(yè)2 2、實(shí)際應(yīng)用時(shí)的處理0t tn+1tntn-1 n n第第n段段第61頁(yè)/共119頁(yè)21121tattannniii）（）（）（）（）（）（第62頁(yè)/共119頁(yè)第63頁(yè)/共119頁(yè)1) 第1時(shí)間段（剛短路，t=0到t= t）P0PIPIIIPIIPT=P0 0 0abP(0)小小t 不變不變）（

10、0P ）（）（00PTaJN 不變不變）（0a第64頁(yè)/共119頁(yè)）（）（00 其中 為常數(shù)2tTKJN ）（）（）000sin1 mIIPPP 211121tattaiiiiii ）（）（）（）（）（）（ ）（）（）002PTaJN tata ）（）（）（）（）00013 ）（）（）（）1015 ）（）（）（）（）（）02020012121214PKtatat 第65頁(yè)/共119頁(yè)2) 第2時(shí)間段(t= t到t=2 t)）（）（）101sin1 mIIPPP taataa 223101001）（）（）（）（）（）（） ）（）（）112PTaJN ）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（111

11、02121021122121221PKPKPKtataatat）（）（）（）2125 2112214tat ）（）（）（） ta ）（）（01 ）（）（0121PK 第66頁(yè)/共119頁(yè)）（）（）（）（）（）（）（）（）iiiiiiimIIiPKPPP 11110132sin1taa 21001）（）（）（）（ ）（）（）（112PK 第67頁(yè)/共119頁(yè)3) 3) 功率突變段（故障切除）)(0)(sinmmIImPPP ）（）（）mmIIImIImPPPP sin210 )(0)(sinmmIIImPPP ）（）（）（）mmmPK 12）（）（）（）113 mmm ）（）（）（）（）（）（）

12、（）（）iiiiiiimiPKPPP 11110132sin1第68頁(yè)/共119頁(yè)0t 0穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定第一搖擺周期第一搖擺周期第69頁(yè)/共119頁(yè)注意第70頁(yè)/共119頁(yè)第71頁(yè)/共119頁(yè)7143. 053.34sin504. 01sin1000 ）（）（） IIPPP1) 第1時(shí)段末（0.05秒時(shí)）5 . 505. 018. 850360360222 tTfKJ）96. 17143. 05 . 52121)301 ）（）（PK 49.3696. 153.344101 ）（）（）（） 第72頁(yè)/共119頁(yè)70. 049.36sin504. 01sin1101 ）（）（） IIPPP8

13、1. 57 . 05 . 596. 12112 ）（）（）（）PK 3 .4281. 549.363212）（）（）（） 第73頁(yè)/共119頁(yè)66. 03 .42sin504. 01sin1202 ）（）（） IIPPP44. 966. 05 . 581. 52223 ）（）（）（）PK 74.5144. 93 .423323）（）（）（） 第74頁(yè)/共119頁(yè)60. 074.51sin504. 01sin1303 ）（）（） IIPPP74.1260. 05 . 544. 92334 ）（）（）（）PK 48.6474.1274.513434）（）（）（） 第75頁(yè)/共119頁(yè)545. 04

14、8.64sin504. 01sin1404 ）（）（） IIPPP74.15545. 05 . 574.122445 ）（）（）（）PK 21.8074.1548.643545）（）（）（） 第76頁(yè)/共119頁(yè) (t) 第77頁(yè)/共119頁(yè) (t) t 00.050.10.150.20.25010203040506070809064.4864.48 0.20.2 207. 0)48.648 .66(48.6421.802 . 025. 02 . 0lim ct80.2180.21 0.250.25 66.866.8 第78頁(yè)/共119頁(yè)第第4時(shí)間段末（此段初電磁功率發(fā)生突變）時(shí)間段末（此段初

15、電磁功率發(fā)生突變）254. 074.51sin2396. 1504. 01sin21303 ）（）（） mIIImIIPPPP66. 02 ）（P44. 93 ）（ 74.513）（ 83.10254. 05 . 544. 92334 ）（）（）（）PK 57.6283.1074.51)3434）（）（）（ 第79頁(yè)/共119頁(yè) (t) (t) t 00.050.10.150.20.250102030405060第80頁(yè)/共119頁(yè)第81頁(yè)/共119頁(yè)),()(ttxfdttdx第82頁(yè)/共119頁(yè) )(! 2)(21nnnnxftxftxx)(*1nnnxftxx 2、歐拉法、歐拉法解：假設(shè)

16、已知tn時(shí)的x值為xn，求下一時(shí)刻tn+1的x值xn+1。時(shí)間間隔 t=t1-t0=t2-t1取為相等：忽略二次以上的項(xiàng)得到xn+1的近似值：第83頁(yè)/共119頁(yè)t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt誤差歐拉法求解示意圖)(tx)(nxft )(*1nnnxftxx 第84頁(yè)/共119頁(yè)結(jié)論第85頁(yè)/共119頁(yè)2)()()()(2)(2)()(! 2)(112221 nnnnnnnnnnnnnxfxftxtxfxftxftxtftxftxxftxftxx )(! 2)(21nnnnxftxftxx第86頁(yè)/共119頁(yè))()0(1nnnxftxx )()(2)0(1)1(1 nnnnx

17、fxftxx )()(2)1(1)2(1 nnnnxfxftxx改進(jìn)歐拉法求解步驟： )()(2)2(1)3(1 nnnnxfxftxx2)()(11 nnnnxfxftxx第87頁(yè)/共119頁(yè)書(shū)上推導(dǎo)第88頁(yè)/共119頁(yè)第89頁(yè)/共119頁(yè)第90頁(yè)/共119頁(yè)第91頁(yè)/共119頁(yè)第92頁(yè)/共119頁(yè) ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN第93頁(yè)/共119頁(yè) ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN)1()1(sin)1( kmIIkePP tdtdkkk 1)1()0()()4( )1()1(1)2( kkkdtd )1()1(01)()3( kkeJNkPPTdtd

18、 ttdtdkkkkk )1()1(1)1()0()()5( t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt誤差)(tx)(nxft 第94頁(yè)/共119頁(yè))0()()0()(sin)1(kmIIkePP )()(2)0(1)1(1 nnnnxfxftxx ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( )0()()0()()0()2(kkkdtd )0()()0()(0)0()()3(kkeJNkPPTdtd tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( ),()(),( fPPTdtdfdtdeTJNN第95頁(yè)

19、/共119頁(yè)t nt1 nt0 xnx*1 nx1 nxxt誤差)(tx)(nxft 第96頁(yè)/共119頁(yè)改進(jìn)歐拉法框圖)(1,101.11. keJkNkkPPT 要要求求打打印印時(shí)時(shí)段段？ k,.1)0(tkkk tkkk .1)0( )(1,)0(0)0(.)0()0(.keJkNkkPPT ),(21)0(.1)(.kkak )(21)0(.1)(.kkak ,)(.1takkk takkk )(.1 1 kk結(jié)束結(jié)束的變化率的變化率，時(shí)段初時(shí)段初第第 k的估計(jì)值的估計(jì)值，時(shí)段末時(shí)段末第第 k的變化率的變化率，相應(yīng)相應(yīng)）（）（00kk 的計(jì)算結(jié)果的計(jì)算結(jié)果，時(shí)段末時(shí)段末第第 k的平均變

20、化率的平均變化率，時(shí)段時(shí)段第第 k是否第97頁(yè)/共119頁(yè)）（）（101sin imIIiPPP )1()1(sin kmIIkePP 注意第98頁(yè)/共119頁(yè)例 已知發(fā)電機(jī)功率PT=P0=1， 0=34.53，TJ=8.18s，故障時(shí)PII=0.504sin ，故障切除后PIII=1.396sin 。試求 =f(t)，計(jì)算三個(gè)時(shí)段。(用改進(jìn)歐拉法計(jì)算， t取0.05s)0)10 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)sin(50360)2000 mIIJPPT第99頁(yè)/共119頁(yè)53.34053.3400)0(1 t 59.7805. 084.157100)0

21、(1 t ttkkkkkk )1()1()0()(1)1()0()()5()4( 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)0(1 第100頁(yè)/共119頁(yè)59.78)0(1)0(1 )0()()0()(sin)1(kmIIkePP )0()()0()()0()2(kkkdtd )0()()0()(0)0()()3(kkeJNkPPTdtd 84.1571)53.34sin504. 01(18. 850360)0(1 第101頁(yè)/共119頁(yè)30.39)59.780(5 . 0)(5 . 0)0(10)(1 a84.1571)84.157184.1571(5 . 0)(

22、5 . 0)0(10)(1 a ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( 第102頁(yè)/共119頁(yè)50.3605. 030.3953.34)(101 ta 59.1807805. 084.157150360)(11 taN ttakkkkkk )()1()0()()1()1()(21)5( tttakkkkkkkkk )()()1()0()()1()1()0()()1()1()(2121)4( 第103頁(yè)/共119頁(yè)2） 第2時(shí)段末（0.1秒時(shí)）：42.4005. 059.7849.3611)0(2 t 59.7818000592.1807811 N 96.1540)50.36sin504. 01(18. 8503601 40.1481)42.40sin504. 01(18. 850360)0(2 )0(211)0(264.1