电力系统分析第17章.pptx

电力系统暂态稳定性是电力工程领域的一个核心概念，主要研究的是在电力系统遭受重大扰动后，发电机是否能够保持同步运行的问题。这一章节主要探讨了通过离散数值计算方法来分析这一问题的方法。 电力系统暂态稳定性分析通常涉及一系列非线性的代数常微分方程组。这些方程描述了发电机转子的机械运动，以及它们如何响应电网中的各种动态变化。在实际计算中，由于系统的复杂性，简单的解析计算方法往往难以求解。例如，系统的稳定性可以通过判断转子角速度的变化来评估，但这涉及到复杂的动力学方程，如iNiNTeiJddtdPPdtT，其中包含了发电机的电气和机械特性。 为了简化计算，我们通常会做出一些基本假设。例如，由于电力系统的动态过程非常复杂且快速，我们只关注影响最大的动态因素，忽略那些时间常数较小（例如5到10秒）的快速过程。这样可以忽略发电机定子和电网中的电磁暂态过程，因为它们的响应时间远小于系统的暂态稳定时间。同时，转子电流的非周期分量也被忽略，因为它产生的空间磁场变化迅速，对转子运动影响较大。 此外，不考虑阻尼绕组的电磁暂态过程，不计入零序和负序电流的影响，只保留基波正序分量，这样电力网可以被简化为正序增广网络。零序电流因为不会流过发电机而被忽略，负序电流的影响也相对较小，因为它产生的平均力矩接近于零。通过这样的简化，可以构建一个简化的模型来分析系统的暂态稳定性。 在近似计算中，通常还会进一步简化，比如假设系统频率恒定，忽略原动机调速器的作用，以及发电机的附加损耗等。这样可以得到一个简化的动力学模型，如PT恒定，发电机可以近似看作是一个带有附加阻抗的恒定电压源。 分析电力系统暂态稳定性的关键在于理解系统的功率特性，尤其是在大扰动后的定性分析。这包括寻找新的平衡点，评估摇摆是否会超过导致不稳定的最大角速度差（cr）。此外，等面积定则是判断稳定性的重要工具，它基于系统在功率特性曲线上的加速和减速面积。如果最大可能的减速面积不小于加速面积，则系统稳定；反之，如果减速面积小于加速面积，则系统不稳定。 极限切除角和极限切除时间的概念也是稳定分析中的重要因素，它们关系到系统在发生故障时，保护装置切除故障的最晚时机，以确保系统仍能保持稳定。 电力系统暂态稳定性分析涉及复杂的动态模型和一系列简化假设，目的是理解和预测电力系统在重大扰动后的运行状态，以确保电网的安全和可靠性。通过等面积定则等方法，工程师可以评估系统的稳定性和应对措施，从而提高电力系统的整体性能。