穩定性分析
定電定電性電 力 力 力 系 系 系 統 統 統 的 的 的 靜 暫 機 態 態 電 穩 穩 特
一、穩態分析
1、電力系統潮流計算 電力系統潮流計算是電力系統運行部門和規劃設計部門的一項基本工作。 基本目標是得到系統各個節點的電壓和各個支路的功率。 然後在此基礎上，進一步判斷電力系統的規劃設計是否合理，系統的運行狀態 是否合理。
10/5/2014
5 機電暫態
研究物體運動通常要描述物體運動狀態變化的 微分方程
單機-無窮大系統
G
U
10/5/2014
5 機電暫態
d 0 dt d 0 (P T P E) TJ dt
發電機轉子運動方程，二階微分方程 用於穩定分析的經典二階微分方程，如 果考慮更高階，需要考慮其他狀態變數
圖3-1 短路的類型 a) 三相短路 b) 兩相短 路 c) 單相短路 d) 單相接中心點短路 e) 兩相接地短路 f) 兩相短路接地
選擇、檢驗電氣設備， 繼電保護的分析、整定
10/5/2014
5 機電暫態
運動的物體在經受擾動之後，能否回到原 來的穩定運動狀態，或到達一個新的穩定運動 狀態。 電力系統中運動著的物體主要是發電機、 電動機等設備，電動機一般接在負荷側，電力 系統穩定分析一般針對發電機和輸電網組成的 系統進行。
Y( n 1),( n 1) Yn,( n 1)
I U 1 1 U 2 I2 Y( n 1),n U n 1 I n 1 U I Y nn n n Y1n Y2 n
• 允許的頻率偏差範圍 |Δf|<0.5Hz • 有功功率平衡
P P
G
LD
PL
10/5/2014
2 有功功率和頻率調整的基本概念
• 有功負荷的變化及其調整 第一種負荷變化 由調速器調整：頻率的一次調整 第二種負荷變化 由調頻器調整：頻率的二次調整 第三種負荷變化 電力系統的經濟運行調整
• 靜態穩定，小干擾穩定
P
PM
P 0P T
a
a' '
a'
b '
b

a
b' '
b
dP 0 d
10/5/2014
5 機電暫態


b
b'
a
a '
b' '
a
b
a
a ''
O
t 0
t
O
t 0
t
10/5/2014
5 機電暫態
• 暫態穩定
PE
dPE d
PI
短路故障發 生後，簡單 系統的功角 曲線變化情 況：
潮流求解
Y11 Y 21 Y( n 1),1 Yn1
Y12 Y22 Y( n 1),2 Yn 2
Y1, n 1 Y2, n 1 Y( n 1),( n 1) Yn ,( n 1)
Y1n U S1 / U 1 1 Y2 n U 2 S / U 2 2 Y( n 1),n U n 1 S / U n 1 n 1 U Y nn n Sn / U n
10/5/2014

q轴
(1)

U
0
5 機電暫態
E q
對於凸極發電機和隱機發電機，電磁功率的 表示形式不同，凸極發電機的表示形式要 複雜一些。


I
xd jI

P Eq
EqU xd
sin
(2)
U
P E'
E 'U
' xd
sin '
(3)
10/5/2014
5 機電暫態
10/5/2014
10/5/2014
潮流求解
注入電流
電力網注入電流注源自電流注入電流等值電路網路
注入電流
10/5/2014
潮流求解
Y12 Y11 Y Y 21 22 Y( n 1),1 Y( n 1),2 Yn1 Yn 2
10/5/2014

Y1,n 1 Y2,n 1
10/5/2014
潮流求解
非線性代數方程組 利用數值計算方法迭代求解 結合電力系統本身的特點，節點類型
10/5/2014
2 有功功率和頻率調整的基本概念
• • MT×角速度：原動機的機械功率 ME ×角速度：發電機的電磁功率
MT
頻率的變化主要與有功功率的平衡有關
ME
10/5/2014
2 有功功率和頻率調整的基本概念
電氣工程概論
河北科技大學
10/5/2014
第四章 電力系統分析的主要內容概述
穩態分析 暫態分析
電磁暫態
機電暫態
故障分析
10/5/2014
電力系統分析
穩態分析
整電電計電 力力算力 系網 系 統的 統 的電 元 電壓 件 壓和 模 和功 型 頻率 及 率分 參 10/5/2014 調佈 數
故障分析
故電路電 障力 力 系 系 統 統 的 的 不 三 對 相 稱 短
10/5/2014
3 電力系統的無功功率平衡和電壓調整的 基本概念
• 電壓水準取決於無功功率的平衡 無功功率平衡： 無功功率電源=無功功率負荷+無功功率損耗
10/5/2014
4 故障分析
• 常見的故障種類有 短路 斷線 短路是故障分析的重點 短路是橫向故障 斷線是縱向故障
10/5/2014
4 故障分析
10/5/2014
e
P T P E
PIII
f g
a
k d c b
PII
0
k c

等面積準則