选择、检验电气设备， 选择、检验电气设备， 继电保护的分析、 继电保护的分析、整定
5 机电暂态
运动的物体在经受扰动之后，能否回到原 来的稳定运动状态，或到达一个新的稳定运动 状态。 电力系统中运动着的物体主要是发电机、 电动机等设备，电动机一般接在负荷侧，电力 系统稳定分析一般针对发电机和输电网组成的 系统进行。
Y2 L Y,(n−1) n n
潮流求解
Y12 Y11 Y Y22 21 M M Y(n−1),1 Y(n−1),2 Yn1 Yn2 L L M Y1,n−1 Y2,n−1 M
∗ ∗ S /U & Y1n U1 ∗1 ∗ 1 & Y2n U2 S /U 2 2 M = M M & ∗ ∗ Y(n−1),n Un−1 S /U − n∗1 ∗ n−1 & Y nn Un Sn /U n
5 机电暂态
研究物体运动通常要描述物体运动状态变化的 微分方程
单机-无穷大系统
G
& U
5 机电暂态
dδ dt = ω − ω0 dω ω = 0 ( PT − PE ) dt TJ
发电机转子运动方程，二阶微分方程
ω
q轴
(1)
δ
& U
ω0
用于稳定分析的经典二阶微分方程，如 果考虑更高阶，需要考虑其它状态变量
电压水平取决于无功功率的平衡 无功功率平衡： 无功功率电源=无功功率负荷+无功功率损 耗
4 故障分析
常见的故障种类有 短路 断线
短路是故障分析的重点 短路是横向故障 断线是纵向故障
4 故障分析
图3-1 短路的类型 a) 三相短路 b) 两相短 路 c) 单相短路 d) 单相接中心点短路 e) 两相接地短路 f) 两相短路接地
a
a' '
a'
b '
b
∆δ
δa
b' '
δb
dP >0 dδ
5 机电暂态
δ
δ
δb
b'
b
δa
a '
b' '
δa
a
a ''
O
t =0
t
O
t =0
t
5 机电暂态
暂态稳定
PE
dPE dδ
PI
短路故障发 生后，简单 系统的功角 曲线变化情 况：
e
PT = PE
PIII f
a
k d c b
PII
g
δ0 δk δc
电气工程概论
河北科技大学
第四章 电力系统分析的主要内容概述
稳态分析 暂态分析
电磁暂态
机电暂态
故障分析
电力系统分析
稳态分析
电 力 系 统 的 电 压 和 频 率 调 整 电 力 网 的 电 压 和 功 率 分 布 电 电 力 力 系 系 统 统 元 的 件 不 模 对 型 称 及 故 参 障 数 计 算 路 定 定 性 短 稳 稳 特 相 态 态 电 三 静 暂 机 的 的 的 的 统 统 统 统 系 系 系 系 力 力 力 力 电 电 电 电
允许的频率偏差范围 |∆f|<0.5Hz 有功功率平衡
∑P = ∑P
G
LD
+P L
2 有功功率和频率调整的基本概念
有功负荷的变化及其调整 第一种负荷变化 由调速器调整：频率的一次调整 第二种负荷变化 由调频器调整：频率的二次调整 第三种负荷变化 电力系统的经济运行调整
3 电力系统的无功功率平衡和电压调整的 基本概念
5 机电暂态
& Eq
对于凸极发电机和隐机发 电机，电磁功率的表示 形式不同，凸极发电机 的表示形式要复杂一些。
P Eq = EqU xd ∑ sin δ ( 2)
& jIxd ∑
ϕ
ϕ
δ
&
& I
P E' =
E 'U
' xd ∑
sin δ '
(3)
5 机电暂态
静态稳定，小干扰稳 定
PM
P0 = P T
故障分析
稳定性分析
一、稳态分析
1、电力系统潮流计算 电力系统潮流计算是电力系统运行部 门和规划设计部门的一项基本工作。 基本目标是得到系统各个节点的电压 和各个支路的功率。 然后在此基础上，进一步判断电力系 统的规划设计是否合理，系统的运行状态是 否合理。
潮流求解
注入电流 注入电流 电力网
注入电流 注入电流 等值电路网络
L Y(n−1),(n−1) L Yn,(n−1)
潮流求解
非线性代数方程组 利用数值计算方法迭代求解 结合电力系统本身的特点，节点类型
2 有功功率和频率调整的基本概念
MT×角速度：原动机的机械功率 ME ×角速度：发电机的电磁功率
MT
ME
频率的变化主要与有功功率的平衡有关
2 有功功率和频率调整的基本概念
注入电流
潮流求解
Y 11 Y 21 M ( Yn−1),1 Y1 n Y L Y,n−1 12 1 Y L Y,n−1 22 2 M Yn−1),2 ( M M L Yn−1),(n−1) ( & & Yn U I1 1 1 & & Yn U2 I2 2 M M = M & & Yn−1),nUn−1 In−1 ( & & Ynn Un In
δ
等面积准则