电力能源系统暂态稳定性培训讲义

第十七章电力系统暂态稳定性离散数值计算§17.1引言及基本假设1、引 言第十七章电力系统暂态稳定性TS问题定义：电力系统受到较大的扰动之后各发电机是否能继续保持同步运行的问题。代数常微分方程组简单系统的解析计算困难：非线性，解析表达困难曲线稳定判断2、基本假设是否同步运行→转子机械运动→时间常数为5～10秒→只需计及影响大的动态因素电力系统的动态过程非常复杂快得多的过程：忽略动态过程，只考虑静态结果快得多的过程：恒定1）忽略发电机定子及电网中的电磁暂态过程，忽略转子电流的周期分量；理由：a、定子及电网的电磁暂态过程很快，百分之几秒，。b、非周期分量产生空间静止磁场，作用于转子上的电磁力的空间方向是快速突变的，即转子运动影响大。结果：可以突变。2）不计阻尼绕绕组的电磁暂态过程。3）不计零序和负序电流的影响，只考虑基波正序分量，电力网可以用正序增广网络表示。零序理由：a、△/Y→零序不过发电机。b、零序合成气隙磁场为0。负序理由：a、合成电枢反应磁场反向旋转→信频交变力矩→平均值接近于0。b、对瞬时值影响也很小。正序等效定则和复合序网→故障点接入故障附加阻抗。

5）不考虑频率变化对系统参数的影响

3、近似计算中的简化1）恒定2）恒定→发电机+模型→和相差不大。3）PT恒定，不考虑原动机调速器的作用。

4）忽略暂定过程中发电机的附加损耗(a)不稳定(b)稳定(c)临界情况不同假设条件计算的结果§17.2简单电力系统暂态稳定的分析计算1、各种运行情况下的功率特性2大扰动后的定性分析稳定条件：1）存在新的平衡点；2）摇摆不超过不稳定平衡点，临界角

3等面积定则1)功率特性曲线上，功角从变化到时，PT与Pe之间的面积正比于转子功能的变化量2)加速面积与减速面积

PT

＞Pe：加速面积

PT＜Pe：减速面积，最大可能减速面积3)等面积定则：加速面积和减速面积相等(a)最大可能减速面积≥加速面积，稳定。(b)最大可能减速面积＜加速面积，不稳定。(c)加速面积=减速面积：(a)(b)(c)4)极限切除角与极限切除时间5)加速面积与减速面积的计算初始状态。过程划分及功率特性。

新平衡点及不稳定平衡点S加，S减。判断。6)例题前面系统17.3发电机转子运动方程的数值解法

1、分段计算法1）推导2）间断点处理3）仿真稳定判据：相对功角单调增大超过180°则是不稳定的，反之是稳定的。4）精度与步长，0.01～0.05S5）第一个时段的计算不同2、改进欧拉法xK-1，→xK，离散△t←数值条件←几何解释1）欧拉法2）改进欧拉法，k-1，→k，xK-1→xK←几何解释3）转子运动方程的改进欧拉法求解讨论：间断点处理。改进欧拉法局部截断误差为3阶，全局为2阶。上方法对复杂系统，简单系统均是适用的，只是的计算方法不同。

3、考虑调节系统作用时的暂态过程计算动态稳定：计及各种自动调节器作用的较长时间的暂态过程。讨论：1）励磁绕组：2）励磁机：直流励磁机原理电路图强励磁动作时：强励退出时：§17.4复杂电力系统暂态稳定的基本概念

1、复杂系统TS的基本特点

1)当电力系统发生扰动以后，各发电机的电磁功率将按扰动后的网络特征重新分配，有的Pe↓，↑，有的Pe↑，↓，加速发电机群中不同发电机的加速速度不同，至于哪台加速、减速，加速、减速速度如何，与网络接线，负荷分布，大扰动的地点，负荷特性等相关。2）简单系统中不能再简单地应用等面积定则，研究方法是仿真计算，根据仿真曲线来判断其稳定性3）转子运动方程中与网络相关的只有项，只要解网络方程求得某一时刻的，则各台机的其他计算与简单系统相同

5）发电机某一时刻输出的电磁功率的多少，由网络结构和参数，负荷分布和待性、扰动等决定，最简单情况下，只是的函数4）转子运动方程用绝对角描述，但是功率分布则由相对角来决定→判断稳定性

2、复杂系统暂态稳定计算方法（一）忽略负荷状态等，则：2、复杂电力系统暂态稳定计算方法（二）

1)求动态→不能用等值电路2)负荷动态+其他元件动态

→保留网络拓扑结构

3)频繁网络变化等

n维系统→2n维方程→任意一个元件动态或突变，进行任意相应修改即可1)发电机的处理同步旋转的参考轴与x轴重合，则得坐标与xy坐标之间的变换公式为：

用直角坐标表示的实数网络方程为：将(1)代入(2)得讨论：a）暂态计算中，解微分方程→，→等系数→Vx，Vy→Ix，Iy→b）Gx、Gy、Bx、By

、Cx、Cy均为的函数c）模型→Gx等为常数，Cx为的函数

d）动态

讨论不需要解析表达的方式2)负荷的处理和其他扰动→变化后修改对应节点的导纳即可扰动处理相似，保留拓扑结构的优点1）相对角才是同步的表征2）绝对角不能用来判断稳定与否，所有单调上升在下降，只表示系统的转速高于或低于同步转速，不是表示失步。3）稳定判据：相对角中只要有一个随时间呈单调变化（超过180°），→instable所有角经过振荡后都能稳定在某一项，→stable，第一摇摆，→振荡坐标。4、复杂电力系统暂态稳定的判据§17.5暂态稳定讨论介绍1、仿真计算方法2、EEAC3、能量函数法4、人工智能：神经网络，专家系统5、暂态稳定控制：查表法等§17.6小结1、基本概念：1）基本假设和近似计算中的简化，为什么？2）等面积定则3）极限均除角，极限切除时间4）仿真计算中暂态稳定判据（绝对角与相对角）5）励磁系统动态方程1）转子运动方程的改进欧拉法和分段计算法2）复杂系统网络方程计算的两种方法3）暂态仿真方法2、计算方法：《化妆品术语》起草情况汇报中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所一、标准的立项和下达时间2006年卫生部政法司要求各标委会都要建立自己的术语标准。1ONE二、标准经费标准研制经费：3.8万三、标准的立项意义术语标准有利于行业间技术交流、提高标准一致性、消除贸易误差，作为标准体系中的基础标准，术语标准在各个领域的标准体系中均起着重要的作用。随着我国化妆品卫生标准体系建设逐步加快，所涉及的术语和定义的数量也在迅速增长，在此情形下，化妆品术语标准的制定就显得尤为重要。四、标准的制订原则1.合法性遵守《化妆品卫生监督条例》、《化妆品卫生监督条例实施细则》中关于化妆品的定义。2.协调性直接引用或修改采用的方式，与相关标准中的术语和定义相协调。3.科学性对于没有国标或定义不统一的术语，在定义时体现科学性的原则。4.实用性在标准体系中出现频率较高，与行业联系较紧密的术语优先选用。五、标准的起草经过

第一阶段：资料搜集

搜集国内外相关法规、标准、文献并对国外文献如美国21CFR进行翻译。第二阶段：2007年末形成初稿

初稿内容包括一般术语、卫生化学术语、毒理学术语、微生物术语、产品术语、人体安全和功效评价术语，常用英文成份术语等７部分。第三阶段：专家统稿1.2007年12月第一次专家统稿会（修订情况：1.在结构上增加原料功能术语、相关国际组织和科研机构等内容；2.在内容上增加一般术语、产品术语的种类，将化妆品行业的新产品类别纳入本标准；3.对于毒理学、卫生化学、微生物学术语进行修改；4.删除与化妆品联系不紧密、无存在必要的常用英文成分术语。2.2009年1月第二次专家统稿会会议意见：1.修改能引用国家标准的尽量引用国家标准；对存在歧义的个别用词进行修改。2.删除由于本标准中的“产品术语”一章和香化协会所制定的某个标准存在重复，因此删除“产品术语”一章的内容；对“原料功能术语”的内容进行梳理，删除了20余条内容。3.增加专家建议增加“化妆品限用物质”等若干项术语。第四阶段：征求意见2009年2月面向全国公开征求意见。第五阶段：征求意见的处理与形成送审稿。在征求意见的处理阶段再次征求了相关专家的意见。六、标准的内容依据1.《化妆品卫生监督条例》、《化妆品卫生监督条例实施细则》;2.《化妆品卫生规范》;3.美国21CFR；4.相关领域国家标准如：GB5296.3-2008消费品使用说明化妆品通用标签，GB/T14666-2003分析化学术语等；5.国内外化妆品的相关文献，如《化妆品监督管理及安全性评价》等。七、标准的结构和主要内容（一）结构：1.范围2.一般术语3.毒理学试验方法术语4.卫生化学检验方法术语5.微生物检验方法术语6.人体安全性和功效性评价术语7.常用原料术语8.缩写9.中英文索引（二）主要内容：1).一般术语39条涉及化妆品的基本定义、化妆品生产和监督管理中出现频率较高的术语。2).毒理学试验方法术语40条收录了《化妆品卫生规范》中涉及的术语，以及在毒理学领域出现频率较高、与化妆品毒理学试验方法联系较密切的术语。3).卫生化学检验方法术语22条收录了化妆品的卫生化学检验方法中较常用的术语。

4).微生物检验方法术语6条收录了《化妆品卫生规范》中所涉及的术语。5).人体安全性和功效性评价术语38条收录了人体安全性和功效性评价的常用术语。6).常用原料术语55条收录了常用原料术语，与《化妆品管理及安全性和功效性评价》保持一致，并根据企业、专家的意见进行了适当修改。7).缩写涉及国际机构缩写以及化妆品毒理学、化学、人体安全性和功效评价等领域专业术语的缩写34条。七、征求意见处理情况2009年2月20日，《化妆品术语》在全国公开范围内公开征求意见，截止到2009年3月末共收到来自企业、和社会各界的意见和建议共146条，分布情况如下：征求意见来源统计图二一般术语三毒理学四化学五微生物六人体七原料八缩写各部分征求意见采纳