电力系统的稳定性-简单电力系统的暂态稳定分析

简单电力系统的暂态稳定分析简单电力系统的暂态稳定性分析一、近似计算中的简化（1）对发电机，在系统发生故障时采用E’恒定模型（2）不考虑调速系统的作用，认为输入的机械功率恒定，即PT=C简单电力系统的暂态稳定性分析二、暂态稳定分析的物理模型——功率特性的变化（1）正常运行时此时发电机发出的电磁功率为：简单电力系统的暂态稳定性分析（2）发生故障时（故障尚未切除）此时发电机发出的电磁功率为：三相短路时发电机输出的电磁功率为零。简单电力系统的暂态稳定性分析（3）故障切除后此时发电机发出的电磁功率为：但此时的功角显然和情景（2）中的功角不相等。简单电力系统的暂态稳定性分析画出三种状态下发电机的功角特性曲线如下：（1）正常运行（2）故障（3）故障切除电抗的大小关系：XI<XIII<XII简单电力系统的暂态稳定性分析三、暂态稳定过程分析（1）正常运行阶段：

a点为正常运行点，功角为δ0（2）故障发生后（故障尚未切除）：①P1→P2，a→b，功角、转速不突变；②b点处PT>Pem，转子加速，ω>ω0，功角δ增大。kfdEb简单电力系统的暂态稳定性分析（3）故障及时切除：

①c点处切除故障，P2→P3，c→e，功角、转速不突变；

②e点处Pem>PT，转子开始减速，但ω>ω0，功角继续增大，运行点右移，e→f；

③f点处转速降低至ω0

，功角不再增大，但Pem>PT，转子减速，ω<ω0，功角减小，运行点左移，f→k；

④越过k点后，PT>Pem，加速，做阻尼振荡，最后稳定在k点。kfdEb简单电力系统的暂态稳定性分析（4）故障切除过晚系统失去暂态稳定：故障切除前转子加速已经比较严重，运行点到达h点时仍有ω>ω0，功角继续增大，则运行点越过h点继续右移，PT>Pem，转速、功角又开始增加，发电机与无穷大系统最终失去同步。kdhb简单电力系统的暂态稳定性分析关于故障及时切除和故障切除过晚的分析从上述(3)(4)可见，故障及时切除，可使发电机运行点在到达h点之前及时后退，最终稳定在k点；故障切除过晚，运行点会越过h点，转子再次加速，最终失去稳定。可见，P3曲线上必然存在一个临界点，在运行点到达该临界点之前切除故障可使系统保持暂态稳定。如果刚好在临界点处切除故障，运行点会刚好到达h点，此时机组转速刚好下降至ω0，根据转子运动方程式，功角不再增大或减小，运行点维持在h点，但根据功角静态稳定性的理论，该点不是静态稳定运行点。简单电力系统的暂态稳定性分析暂态稳定性判据——（等）面积定则

加速面积——从b点到c点的加速过程中过剩转矩所做的功，即转子在加速过程中储存的动能，等于图中的Sabcd减速面积——从e点到f点的减速过程中制动转矩所做的功，即转子在减速过程中消耗的多余动能，等于图中的Sdefg最大减速面积——发电机可以减速的最大范围（从e点到h点），此时释放的动能最大，等于图中的Sdeh＋－PT>PemPem>PT简单电力系统的暂态稳定性分析暂态稳定性判据——（等）面积定则系统具备暂态稳定性：

加速面积=减速面积≤最大减速面积系统丧失暂态稳定性：

加速面积>最大减速面积