（电力系统及其自动化专业论文）电力系统二次设备的机电暂态仿真建模.pdf

a b s t r a c t m o d e m p o w e rs y s t e mi sf e a t u r e dw i t he x t r ah i g hv o l t a g el e v e l ，l o n g - d i s t a n c ea n d h e a v yp o w e rt r a n s m i s s i o n , a n di n t e r - a r e ac o n n e c t i o n i t sn o wo p e r a t e da p p r o a c h i n g t oi t ss t a b i l i t yl i m i td u et oe c o n o m i c a la n de n v i r o n m e n t a lc o n s t r a i n t s m o r ea n dm o r e a t t e n t i o ni sp a i dt op o w e rs y s t e ms t a b i l i t ya n ds e c u r i t ys t u d i e sn o w a d a y s s e c o n d a r ye q u i p m e n tp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no f p o w e rs y s t e m m o s tr e a s o n sf o rt h ep r o c e s so ft h ea c c i d e n t so fp o w e rs y s t e ma r ed u e t ot h eh i d d e nd a n g e r sw h i c he x i s ti nt h ea c t i o n so fs e c o n d a r ye q u i p m e n t t h e o p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i co fs e c o n d a r ye q u i p m e n ts h o u l db ec o n s i d e r e di nt h es t u d yo f s e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo fp o w e rs y s t e m , t h ef i r s ta n df o r e m o s tt a s ko fw h i c hi st h e a p p r o p r i a t ee s t a b l i s h m e n to fs e c o n d a r ye q u i p m e n tm o d e l s t h ep r e s e n tm o d e l i n g r e s e a r c h e so np o w e rs y s t e mm a i n l yc o n c e n t r a t eo nd y n a m i cc o m p o n e n t ss u c ha s g e n e r a t o r sa n dl o a d s ，w i t hn os u f f i c i e n ta t t e n t i o np a i dt ot h em o d e l i n gr e s e a r c ho n s e c o n d a r ye q u i p m e n t t h em a i nt o p i co ft h i sw o r kr e f l e c t si nt h ef o l l o w i n ga r e a s ： 1 ) o nt h eb a s i so ft h es t u d i e sd o n ep r e v i o u s l yt h ew a yo fo r g a n i c a l l yl i n k i n g s e c o n d a r ye q u i p m e n tw i t hd i s c r e t ec h a r a c t e r i s t i ct os y s t e mw i t hc o n t i n u o u sd y n a m i c c h a r a c t e r i s t i ci sw e l ld i s c u s s e d 2 ) t h em o d e l i n gm e t h o d sf o rr e l a y sa n ds e c u r i t ya u t o m a t i ce q u i p m e n ta r e d i s c u s s e df r o mt h ep e r s p e c t i v eo ft h ee l e c t r o m e c h a n i c a lt r a n s i e n ts i m u l a t i o n t a k i n g t h r e e s t e p d i s t a n c e r e l a y a n du n d e r - v o l t a g e ( u n d e r - f r e q u e n c y ) l o a d s h e d d i n g e q u i p m e n tf o re x a m p l e ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e l sa r ee s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h e i r l o g i co fa c t i o n s ，t h em o d e l i n gm e t h o do fw h i c ha l s oa d a p t s t or e s e a r c h e so no t h e r s e c o n d a r ye q u i p m e n t 3 ) t h ee l e c t r o m e c h a n i c a lt r a n s i e n ts i m u l a t i o np r o g r a mi n c l u d i n gs e c o n d a r y e q u i p m e n ti sd e v e l o p e do nt h es i m u l a t i o np r o g r a mo ft ss p ( t r a n s i e n ts t a b i l i t y s i m u l a t i o np r o g r a m ) ，u s i n go b je c t o r i e n t e da n a l y t i c a lm e t h o da n dm o d u l a r i z e dd e s i g n a p p r o a c h 4 1n er e s u l t so ft h es i m u l a t i o np r o v et h em o d e l sd e v e l o p e dr e a s o n a b l ea n d c o r r e c tw e l la f t e rd m p l o y i n gs t a n d a r de x a m p l eo ft r a n s m i s s i o ns y s t e m ，s e t t i n gk i n d s o ff a i l u r e ，a n dc o m p a r i n gt oc o m m e r c i a ls o f t w a r e k e y w o r d s ：s e c o n d a r ye q u i p m e n t ，e l e c t r o m e c h a n i c a lt r a n s i e n t ，p o w e rs y s t e m , s i m u l a t i o n , m o d e l i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得基鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：何五色缉 签字日期：幼多 年月 。日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨鲞盘堂有关保留、使用学位论文自勺规定。 特授权苤奎盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： ( 可赶军 l 导师签名：易铖幽 签字日期：如( ) y 年 6 月f 口日签字日期：刀础年月，。日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 本课题的研究背景和意义 众所周知，电能已经成为现代社会不可或缺的能源形式。而随着电力需求的 大幅度增长以及电力系统新技术的不断应用，现代电力系统的规模越来越大、网 间联络越来越紧密、运行和维护的复杂性也越来越高。近几十年来，电力系统向 大机组、大电网发展，这给电力系统的安全稳定运行带来了一些新的问题，如 1 9 8 7 年日本东京大停电事故、1 9 9 6 年美国西部电网两次系统失稳事故【lj 和2 0 0 3 年美加大停电事故，都造成了巨大的经济损失和社会秩序的紊乱。其中，2 0 0 3 年美加“8 1 4 大停电 导致了北美地区有史以来最严重的大面积停电事故【2 j 。 i e e e 按照系统承受扰动的大小对于暂态稳定性的定义如下： 电力系统的暂态稳定性( t r a n s i e n ts t a b i l i t y ) ：如果正常运行的电力系统，在 受到较大的扰动( 如三相短路、关键设备退出运行等) 后，能够保证所有发电机 不失同步地到达一个新的运行状态，并在新的运行状态下平稳运行，同时保证系 统关键节点的电压在合理的范围之内，则称系统是暂态稳定的。 二次系统( 继电保护及安全自动装置) 在电力系统的安全稳定运行中起着非 常重要的作用，尤其是在暂态稳定性分析中。暂态稳定分析的主要目的是检查系 统在大扰动下( 如故障、切机、切负荷、重合闸操作等情况) ，各发电机组间能 否保持同步运行【3 】。首先，暂态稳定分析的前提是系统发生了较大的扰动( 如三 相短路) ，系统的稳定性面临着较大的挑战，可能发生的后果也比较严重。而能 否及时采取紧急控制策略，并且有效提高系统稳定性则成为重中之重，而紧急控 制装置中则包含很多二次设备【4 】，如高频切机、低压( 低频) 切负荷、继电保护 等。其次，分析电力系统的大停电事故，尽管情况非常复杂，但据统计，7 0 事 故与保护系统的隐患有关【5 】，而保护系统又属于二次设备范畴。 电力系统稳定控制研究的重要课题之一就是预测所发生故障对整个电力系 统带来的危害，通过分析各种预防控制措施对系统稳定性的影响，确定在何时何 地采取何种控制措施，从而最大程度地提高电力系统安全运行水平。这种分析和 预测一般都是依靠电力系统仿真分析软件完成的。电力系统二次设备仿真模型的 建立以及其控制策略，都在电力系统仿真软件中处于重要地位，是不可忽略的。 第一章绪论 1 2 国内外研究现状 目前国内外比较常见的机电暂态仿真软件有p s a s p ( 中国电力科学研究院) 、 p s s e ( p t i ) 、b p a 掣6 1 。这几种仿真软件的二次设备仿真模型均比较成熟，其 中p s s e 中更是具有种类丰富的二次设备模型【7 】。然而随着技术的发展，不断有 新型设备投入使用，依靠商业软件固有的模型是不能实现新型设备的仿真的。从 现有的研究中看，对继电器的建模主要是从设计和测试的角度进行的，国内对安 全自动装置的建模研究一般局限于调度员仿真系统( d t s ) 中的应用瞵j 。 目前，在一些时域暂态仿真软件中，对二次系统的动作行为采取预先制定动 作的处理方法，无法真实反映元件的动作。举个例子，假设某条线路发生三相接 地短路，一般都假定线路在短路发生的若干秒内自动切除，这与继电器跳闸的实 际情况不相符合，尤其是对于继电器的误动、拒动引发的级联配合问题，更是缺 乏真实有效的处理办法。无论是剖析电力系统事故发生的原因及其过程，还是分 析电力系统长动态过程的稳定性问题，忽略二次设备的动作行为都是难以实现 的，因此，研究二次设备的机电暂态建模方法是有重大意义的。 1 3 本研究的思路 从二次设备的角度来看，本研究涉及的内容不仅包括保护系统，如继电保护 设备，还包括其它二次设备。对典型二次设备的建模、仿真及结果分析，可以为 其它二次设备的建模提供参考。 机电暂态则从另一个方面说明了本研究的内容。本研究考虑的重点是大干扰 后系统所经历的机电暂态过程，而非时限较短的电磁暂态过程。对于二次设备， 选择机电暂态过程的研究，则意味着考察的是该设备在一段时间( 十几秒) 之内 的运行方式，而非电磁暂态所研究的暂态过电压、过电流、谐振暂态、控制暂态 等问题【9 】o 二次设备的行为是由事件触发的离散行为，而发电机及其控制装置的状态行 为则呈连续动态，这说明含二次设备的机电暂态仿真是在一个巨大的混杂系统中 进行的，混杂系统为具有两种不同特性行为的系统，在控制系统中，这两种不同 行为表现为连续动态变量和离散事件动态变量【l 】。依据二次设备的动作逻辑建立 其数学模型，符合混杂系统的特点。 2 第一章绪论 1 4 本研究的工作 1 4 1 本研究的内容 本研究主要包括以下几个方面： 1 ) 探讨机电暂态理论，说明机电暂态与电磁暂态的区别和联系。 2 ) 研究典型二次设备的动作方式，并在此基础上设计二次设备的建模方法。 3 ) 以面向对象的暂态稳定性仿真程序t s s p ( t r a n s i e n ts t a b i l i t ys i m u l a t i o n p r o g r a m ) 为平台，开发典型的含二次设备的机电暂态仿真程序。 4 ) 对所建立的模型进行测试、分析、验证。设置各种设备的运行参数以及 故障情况，对其动作过程进行动态观察，以确保模型设计的正确、合理。 1 4 2 本文的结构 第一章介绍了本研究的研究背景、研究现状及本文的内容和结构。 第二章介绍了电力系统机电暂态仿真的基本理论，并描述机电暂态仿真的具 体流程。 第三章是本文的主体，首先介绍了仿真平台，然后分别以三段距离保护和自 动低压( 低频) 减负荷装置为例，设计二次设备的建模方法，并根据该建模方法 开发仿真程序。 第四章对三段距离保护和自动低压减负荷模型进行仿真，并对结果进行分 析、验证。 第五章给出了在研究过程中得到的一些结论，以及本研究的不足之处。 第二章机电暂态仿真理论 第二章机电暂态仿真理论 2 1 暂态稳定性分析方法 2 1 1 暂态分析概述 电力系统暂态分析目前主要有两种方法，即时域仿真( t i m es i m u l a t i o n ) 法l l ， 又称逐步积分法( s t e pb ys t e pm e t h o d ) 、间接法，以及直接法( d i r e c tm e t h o d ) ， 又称暂态能量函数法( t r a n s i e n te n e r g yf u n c t i o nm e t h o d ) 【1 1 | 。 暂态能量函数法的一般表述如下：用系统的状态变量表示的暂态能量( t e f ) 描述了系统在故障阶段及故障后阶段不同时刻系统的暂态能量【1 2 1 。这种暂态能量 由故障激发，并在故障阶段形成。暂态能量包括暂态动能和暂态势能两个分量部 分，暂态动能是由故障造成系统分离的能量，暂态势能包括位置势能( 与发电机 功角相关) 、磁性势能( 与发电机、负载和网络中的磁场储能相关) 和耗散势能 ( 与网络转移电导和负载中的有功功率相关) 。当故障发生时，系统的暂态能量 和位能均显著增长。故障清除时刻，动能开始减小而位能继续增大。故障清除以 后，全部能量则是守恒的( 计入阻尼则将逐渐衰减) 。故障后的系统经历了由动 能转换为位能的过程，若系统能够吸收剩余动能，则系统稳定；反之，若系统不 能吸收剩余动能，则系统不稳定。因此，在临界清除时间状态，事故后系统所能 达到的顶值位能是系统能够吸收的最大能量，称之为临界能量v c r 。 暂态能量函数法就是通过故障清除时刻的系统暂态能量与临界能量v c r 相比 较，直接评定系统的暂态稳定性。 暂态能量函数法不需要显式求解系统微分方程就可以决定其稳定性，然而其 模型的限制与计算技术的不可靠性则成为了它们广泛实际应用的主要障碍，当求 解刚性系统时暂态能量函数法对数值问题很脆弱。使用鲁棒性c u e p 求解技术通 常要增加很重的计算负担，使得这个方法比时域仿真还慢【l3 1 。 时域仿真法的基本思想是用数值积分方法求出描述受扰运动微分方程组的 时间解，然后用各发电机转子之间相对角度变化判断系统的稳定性l l4 | 。数值积分 由于可以适应各种不同详细程度的元件数学模型，而且分析结果准确、可靠，所 以得到了广泛的实际应用，并一直作为标准方法来考察其它分析方法的正确性和 精确度。目前，利用数值积分法进行电力系统暂态稳定分析已经相当成熟，并有 许多商业软件问世，这些软件除了可以用于分析故障后转子的摇摆过程外，还可 4 第二章机电暂态仿真理论 用于各种动态分析，它们已经成为规划和运行人员进行离线暂态稳定分析、安全 备用配置和输电功率极限估计的有力工具。 2 1 2 时域分析方法 由于电力系统是一个由发电、输电、配电、用电等设备及其辅助控制和保护 系统构成的超大规模复杂系统，规模庞大，元件众多。各元件在正常运行、异常 运行或者故障状态下，涉及到的频率范围极其广泛。对时域范围如此之大的动态 过程进行仿真很难一次完成，因此，根据仿真需要，对所关心的过程详细模拟， 而对不甚关心的部分采取简化近似模型，对于不同的动态过程，即可采用不同的 仿真方法。 就电力系统时域仿真时长来讲，可以分为电磁暂态、机电暂态以及中长期暂 态仿真三大部分【l 5 1 。 中长期稳定与电力系统对严重扰动的响应相关【l6 1 。所谓严重的扰动即使频 率、电压、潮流产生较大或长期持续的偏移，以致引起一些缓慢变化过程、保护 系统和控制动作的扰动，这些行为在常规的暂态稳定研究中是不模拟的【1 7 】。中长 期一般指时长在1 0 s 以上的仿真，其主要仿真和研究的范围是【l8 】： 1 ) 复杂和严重事故的事故后分析，用以了解事故发生的本质原因，研究正 确的反事故措施。 2 ) 电压稳定性分析，研究电力系统电压稳定性的机理和防止电压崩溃的有 效措施。 3 ) 在规划设计阶段，考核系统承受极端严重故障的能力，即超出正常设计 标准的严重故障，以研究减少这类严重故障发生的频率和发生恶性事故的措施。 4 ) 研究事故发生、发展过程和训练运行人员的紧急处理能力。 5 ) 研究和安排减负荷策略。 电磁暂态过程是指电力系统中各个元件中的电场和磁场以及相应的电压、电 流的变化过程【1 9 】，电磁暂态仿真则对电力系统中从几微妙到几秒之间的电磁暂态 过程进行仿真，积分步长常取2 0 - 2 0 0 9 s 。电磁暂态仿真的主要对象是【2 0 j ： 1 ) 由系统外部故障或操作引起的暂态过电压、过电流，诸如雷电、短路故 障、人为操作导致的过电压和过电流。 2 ) 谐振暂态，如次同步谐振和铁磁谐振。 3 ) 控制暂态，如一次、二次系统的相互作用。 4 ) h v d c 和f a c t s 等大功率电力电子设备的快暂态和非正弦准稳态过程。 电磁暂态的过程很快，所关注的一般是持续时间在毫秒级内的瞬时电压、电 流变化情况。另外元件的非线性、电磁耦合、线路分布参数波过程、线路结构的 第二章机电暂态仿真理论 不对称、线路参数的频率特性等因素也需要考虑。因此，电磁暂态仿真通常使用 三相瞬时值方式表示，数学模型依靠代数或者微分、偏微分方程，一般采用隐式 梯形法进行积分1 2 1 | 。 机电暂态过程是指电力系统中发电机和电动机电磁转矩的变化引起电机转 子机械运动变化的过程【2 2 1 ，持续时间一般在1 0 s 以内，积分步长一般取1 0m s 。 机电暂态过程仿真是对电力系统中机械暂态和电磁暂态过程的综合分析研究，机 电暂态过程的仿真，主要是研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动 后的静态稳定性能。其中暂态稳定分析是为了研究电力系统受到诸如短路故障， 切除或投入线路、发电机、负荷，发电机失去励磁或者冲击性负荷等大扰动的作 用下，电力系统的动态运行和保持同步的能力，校验和分析运行中电力系统的稳 定性能和稳定破坏事故，并且为制定防止稳定破坏的措施提供依据【2 3 1 。机电暂态 过程分析大都采用集中参数模型，由于系统频率变化不大，仿真时采用基波向量 理论分析计算，即在分析中将网络中的电流、电压等变量变换成为复数相量，将 网络支路元件以复数阻抗或导纳来代替。 电磁暂态和机电暂态过程仿真在变量表示、仿真时间范围、模型建立等方面 都存在差异( 见表2 1 ) ，具体包括以下几个方面【2 4 】： 1 ) 电磁暂态仿真通常描述过程持续时间在纳秒、微秒、毫秒级的系统快速 暂态特性，典型计算步长为5 0 i t s ；而机电暂态仿真通常描述过程持续时间在几 秒到十几秒的系统暂态稳定特性，典型计算步长为1 0 m s 。可以看出，电磁暂态 与机电暂态仿真的典型计算步长相差2 0 0 倍。 2 ) 电磁暂态计算采用a 、b 、c 三相瞬时值表示，可以描述系统三相不对称、 波形畸变以及高次谐波叠加等特性；机电暂态计算基于工频正弦波假设条件，将 系统由三相网络经过线性变换转换为相互解耦的正、负、零序网络分别计算，系 统变量采用基波相量表示，因此，机电暂态仿真只能反映系统工频特性及低频振 荡等特性。 3 ) 电磁暂态计算元件模型采用网络中广泛存在的电容、电感等元件构成的 微分方程或偏微分方程描述；而在机电暂态计算中，系统元件模型采用相量方程 线性表示，相对于电磁暂态模型，机电暂态仿真模型都根据仿真条件作了一定程 度的简化。 一4 ) 从直流系统的仿真来看，电磁暂态仿真中换流器的每个阀臂均采用可控 硅开关模型，并考虑缓冲电路的影响，可以详细模拟交流系统发生不对称故障后 三相电压不平衡情况下换流阀的工作情况，包括换相失败等；机电暂态仿真多采 用准稳态模型模拟，其中换流器( 包括整流器和逆变器) 本身的暂态过程忽略不 计，以稳态方程式表示，因此，对于不对称故障对换流阀工作的影响、逆变器的 6 第二章机电暂态仿真理论 换相失败等现象都不能准确模拟。 表2 1 电磁暂态仿真与机电暂态仿真区别 暂态过程 发电机励磁系统动态 发电机惯性动态 马达动态 原动机控制 中长期动态 励磁限制 直流换流变压器 负荷传输功率增长 u r c 和地区电压调节 负荷变似恒温器 低频，低压切负荷电厂运行人员的干预 机械投切电容器电抗罂 继电保护动作 出力改蓟a g c 锅炉动态 线路，变压器过载 系统运行人员的干预 1 0 - 711 01 0 01 0 0 01 0 0 0 0 时间( 秒) 图2 1 电力系统元件与控制系统动态响应的时间范围 7 第二章机电暂态仿真理论 2 2 机电暂态仿真建模 2 2 1 全系统模型构成 电力系统基本上由发电机及励磁二原动机及调速器、网络、负荷及其它控制 装置等动态元件所组成。很明显，系统中的所有动态元件是相互独立的，是电力 网络将它们联系在一起。 全系统模型在数学上可以统一描述成如下一般形式的微分代数方程组： 出 ，、 2 jl x ，少j d t 0 = g ( x ，y ) ( 2 1 ) ( 2 2 ) 其中，x 表示微分方程中描述系统动态特性的状态变量；y 表示代数方程组 中系统的运行参量。整个系统模型包括了大量常微分方程组和大的稀疏代数方程 组。因此暂态稳定分析是一个微分代数初值问题。 微分方程组式( 2 1 ) 主要包括 2 5 】： 1 ) 描述各同步发电机暂态和次暂态电势变化规律的微分方程； 2 ) 描述各同步发电机转子运动的摇摆方程； 3 ) 描述同步发电机组中励磁调节系统动态特性的微分方程； 4 ) 描述同步发电机组中原动机及调速系统动态特性的微分方程； 5 ) 描述各感应电动机和同步电动机负荷动态特性的微分方程； 6 ) 描述直流系统整流器和逆变器控制行为的微分方程； 7 ) 描述其它动态装置( 如s v c 、t c s c 等f a c t s 元件) 动态特性的微分方 程。 代数方程组式( 2 2 ) 主要包括： 1 ) 电力网络方程，描述在公共参考系x y 下节点电压与节点注入电流之间 的关系； 2 ) 各同步发电机定子电压方程( 建立在各自的d g 坐标系下) 及d q 坐 标系与x y 坐标系间联系的坐标变换方程； 3 ) 各直流线路的电压方程； 4 ) 负荷的电压静态特性方程等。 有两种方案经常被用于求解以上方程组：交替求解和同步求解【2 6 】。交替求解 方案使用积分方法( 如：显式四阶龙格库塔法) 求解式( 2 1 ) ，然后将计算结 第二章机电暂态仿真理论 果代入式( 2 2 ) 后，再单独求解式( 2 2 ) 。交替求解法的微分方程计算和网络 方程彼此独立，结构明晰，程序扩展性和灵活性好，尽管存在收敛性上的不足， 交替求解法仍然为许多串行机电暂态计算程序所采用。同步求解方案的原理是： 离散化式( 2 1 ) ，然后与式( 2 2 ) 一起求解，求解方法一般使用牛顿类算法。 由于采用牛顿迭代方法，同步求解方案的收敛性较好，但在程序设计和实现性上 较为复杂，需要线性化动态模型，求取其对应的雅克比矩阵，程序的扩展性和灵 活性不足。 最动机及其调转子运动 定 坐电 速系统方程 7 丝 子标力 电 变罔 而 压换络q l - 系统l雨面团眄丽 方方方 稳定 1 塑一广 方程 程程 茬 嚣 徽分方穗 代藏方程 图2 2 全系统数学模型构架 2 2 2 机电暂态仿真流程 其他发电机 负荷 直流系统 = 次设备 厦其他装置 机电暂态仿真的最终目的是求解在某一时刻系统的代数变量与状态变量。因 此整个仿真过程是围绕着如何求解微分代数方程组式( 2 1 ) 和式( 2 2 ) 来进行 的。 在系统遭受干扰后的整个暂态过程中，描述系统动态特性的微分代数方程组 实际上是不连续的，微分方程和代数方程的组成或内容在暂态过程中有可能发生 变化。方程的内容为故障或操作发生时刻t 的函数。系统可能发生的故障或操作 类型有很多，例如：短路故障、切除输电设备、输电线路继电保护设备动作、负 荷的自动投切操作、串联电容的强行补偿等。在这些情况下，电力网络的结构或 参数将发生变化，因此需要在计算过程中相应地改变代数方程。又如：切发电机、 投入强行励磁、进行快速气门控制等，将使发电机组有关元件的结构或参数发生 变化，因此需要改变相应的微分方程。除了故障或操作外，一些调节系统( 例如 励磁系统) 限幅环节的存在，也将导致在暂态过程中微分方程和代数方程不连续。 由于不同时刻发生的故障或操作导致微分代数方程组不连续，将直接导致代 数变量y 在该时刻发生突变，但是状态变量x 在整个暂态过程中是不发生突变 的。因此，在进行暂态仿真时，可以根据故障或操作发生的时刻把整个暂态过程 自然地划分为多个阶段。在同一阶段内，函数厂和g 的结果和形式是时不变的， 我们把该时刻划分为“故障或操作前 时刻乙与“故障或操作后”时刻，这 9 第二章机电暂态仿真理论 样整个仿真过程就形成了由 t 1 o ，t 2 o 】、 t 2 o ，t 3 卸】组成的若干个阶段 ( t l t 2 只，每一级的延时分别为z 、正和五。露、只和只在低 压减负荷中的含义是电压k 、砭和圪，在低频减负荷中的含义是频率z 、五和六。 不同基本级之间连接的方式既可以选择串联方式也可以选择并联方式。串联 方式考虑级问的选择性，即要求前一级动作后，下一级才能动作。级间并联方式 则不考虑级间的选择性。本研究将以并联方式建模。 本研究只考虑基本级，没有设置特殊级。