电力系统分析第14章(电力系统暂态稳定)

电力系统暂态稳定性分析电力系统暂态稳定性分析8、5 简单电力系统暂态稳定性暂态稳定性的概念：指在某个运行情况下突然受到大的干扰后，能否经过暂态过程达到新的稳定运行状态或回复到原来的状态。

大干扰：一般指大型负荷的投入和切除、突然断开线路或发电机、短路故障及切除等。

一般伴随着系统结构的变化。

分析方法：不同于静态稳定问题的分析，不能做线性化处理，暂态稳定问题研究（1）暂态稳定性与按否和原来运行方式及干扰种类有关。

（2）系统暂态稳定过程是一个电磁暂态过程和机电暂态过程汇合在一起的复杂的运动过程，它们互相作用、互相影响。

暂态稳定性分析中的基本假设：（1）发电机采用简化的数学模型采用x d 后的E ' 为发电机的模型。

E ' 与无限大系统母线电压相量之间夹角为δ' ，见图8、2（2）在定量分析中不考虑原动机调速器的作用即 P T =C 认为原动机的输入机械功率为恒定不变。

8、5、1 暂态稳定的物理过程分析分析所用的电力系统：*正常运行时，发电机经由变压器和输电线向无限大系统送电，等值电路如图所示。

假设为状态ⅠG T1 L T2V 发电机与无限大系统的等值电抗为：X I=X d +X T 1+l +X T 2发电机发出的电磁功率为：E ' V P I =sin δ*若在一回输电线始端发生不对称短路（对应状态Ⅱ），按照正序增广网络理论，只需在正序网络（即正常运行状态）的基础上，在故障点接一附加电抗。

用此附加电抗区分不同的短路类型。

为求发电机的电磁功率，需要求解E ‘和V 之间的等值电抗XX II =(X d +X T 1) +(+X T 2) +2(X d +X T 1)(+X T 2)P ∏=sin δ* 故障发生后，保护动作跳开故障线路两端的开关，将故障线路切除，等值V X III =X d +X T 1+X l +X T 2 E ' V P III =sin δ上述三种运行状态，显然有：I >P III >P IIa ：正常运行状态，在a 点处某一时刻发生不对称故障，等值电抗增大，P E (δ) 变为（II ），由于转子惯性，δ不突变，所以运行点转移到b 点。

第八章 电力系统暂态稳定第一节 暂态稳定概述暂态稳定分析：不宜作线性化的干扰分析，例如（新控制方式）、短路、断线、机组切除（负荷突增）、甩负荷（负荷突减）等。

能保持暂态稳定：扰动后，系统能达到稳态运行。

分析暂态稳定的时间段：起始：0~1s ，保护、自动装置动作，但调节系统作用不明显，发电机采用qE '、PT 恒定模型；中间：1~5s ，AVR 、PT 的变化明显，须计及励磁、调速系统各环节； 后期：5s~mins ，各种设备的影响显著，描述系统的方程多。

基本假定：⑴ 网络中，ω=ω0 （网络等值电路同稳态分析） ⑵ 只计及正序基波分量，短路故障用正序增广网络表示第二节 简单系统的暂态稳定分析一．物理过程分析发电机采用E ’模型。

故障前：221T LT dI x x x x x +++'= 电源电势节点到系统的直接电抗 δsin II x UE P '= 故障中，∆++'++++'=x xx x x x x x x T LT dT LT dII )2)(()2()(2122δsin IIII x UE P '=故障切除后：功角特性曲线为故障发生后的过程为：运行点变化 原因 结果a →b 短路发生 PT>PE, 加速，ω上升，δ增大 b →c ω上升，δ增大 ω>ω0 ,动能增加c →e 故障切除 PT<PE, 开始减速，但ω>ω0 ，δ继续增大 e →f 动能释放 减速，当ωf =ω0，动能释放完毕，δm 角达最大 f →k PT<PE, 减速δ，减小 经振荡后稳定于平衡点k 结论： 若最大摇摆角h m δδ<，系统可经衰减的振荡后停止于稳定平衡点ｋ，系统保持暂态稳定，反之，系统不能保持暂态稳定。

暂态稳定分析与初始运行方式、故障点条件、故障切除时间、故障后状态有关。

电力系统暂态稳定分析是计算电力系统故障及恢复期间内各发电机组的功率角i δ的变化情况（即δ–ｔ曲线），然后根据i δ角有无趋向恒定（稳定）数值，来判断系统能否保持稳定，求解方法是非线性微分方程的数值求解。

电⼒系统静态稳定暂态稳定实验报告电⼒系统静态、暂态稳定实验报告⼀、实验⽬的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运⾏状态与运⾏参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电⼒系统暂态稳定内容的理解3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施⼆、原理与说明实验⽤⼀次系统接线图如图1所⽰：图1. ⼀次系统接线图实验中采⽤直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的⼤⼩，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统⽤标准⼩型三相同步发电机来模拟电⼒系统的同步发电机，虽然其参数不能与⼤型发电机相似，但也可以看成是⼀种具有特殊参数的电⼒系统的发电机。

发电机的励磁系统可以⽤外加直流电源通过⼿动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现⾃动调节。

实验台的输电线路是⽤多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满⾜相似条件。

“⽆穷⼤”母线就直接⽤实验室的交流电源，因为它是由实际电⼒系统供电的，因此，它基本上符合“⽆穷⼤”母线的条件。

为了进⾏测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转⼦与系统的相对位置⾓（功率⾓），在发电机轴上装设了闪光测⾓装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

电⼒系统静态稳定问题是指电⼒系统受到⼩⼲扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能⼒。

在实验中测量单回路和双回路运⾏时，发电机不同出⼒情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。

电⼒系统暂态稳定问题是指电⼒系统受到较⼤的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运⾏的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运⾏时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1；短路运⾏时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2；故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；对这三个公式进⾏⽐较，我们可以知道决定功率特性发⽣变化与阻抗和功⾓特性有关。

电力系统分析第二版(孟祥萍著)课后答案下载电力系统分析(第2版)内容介绍第一篇电力系统的稳态分析第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.2 电力系统的电压等级和规定1.3 电力系统的接线方式1.4 电力线路的结构小结思考题与习题第2章电力网各元件的参数和等值电路2.1 输电线路的参数2.2 输电线路的等值电路2.3 变压器的等值电路及参数2.4 标么制小结思考题与习题第3章简单电力系统的潮流计算3.1 基本概念3.2 开式网络电压和功率分布计算3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算小结思考题与习题第4章电力系统的有功功率平衡与频率调整 4.1 概述4.2 自动调速系统4.3 电力系统的频率特性4.4 电力系统的频率调整4.5 电力系统中有功功率的平衡小结思考题与习题第5章电力系统的无功功率平衡与电压调整 5.1 电压调整的必要性5.2 电力系统的无功功率平衡5.3 电力系统的电压管理5.4 电压调整的措施小结思考题与习题第6章电力系统的经济运行6.1 电力系统负荷和负荷曲线6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配6.3 电力网中的电能损耗6.4 降低电力网电能损耗的措施小结思考题与习题第二篇电力系统的电磁暂态第7章同步发电机的基本方程7.1 同步发电机的原始方程7.2 d、q、0坐标系统的发电机基本方程7.3 同步电机的稳态运行小结思考题与习题第8章电力系统三相短路的暂态过程8.1 短路的基本概念8.2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析8.3 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路的分析 8.4 计及阻尼绕组的同步电机突然三相短路分析 8.5 强行励磁对同步电机三相短路的影响小结思考题与习题第9章电力系统三相短路电流的实用计算9.1 交流分量电流初始值的计算9.2 起始次暂态电流和冲击电流的计算9.3 计算曲线法9.4 转移阻抗及电流分布系数小结思考题与习题第10章电力系统各元件的序阻抗和等值电路 10.1 对称分量法10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用10.3 同步发电机的负序和零序电抗10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗10.5 变压器的零序电抗10.6 架空输电线的零序阻抗10.7 电缆线路的零序阻抗10.8 电力系统的序网络小结思考题与习题第11章电力系统简单不对称故障的分析和计算 11.1 单相接地短路11.2 两相短路11.3 两相短路接地11.4 正序等效定则的应用11.5 非故障处电流和电压的计算11.6 非全相运行的分析计算小结思考题与习题第三篇电力系统的机电暂态第12章电力系统稳定性概述12.1 概述12.2 同步发电机组的转子运动方程12.3 简单电力系统的功角特性12.4 复杂电力系统的功角特性12.5 同步发电机自动调节励磁系统小结思考题与习题第13章电力系统静态稳定13.1 简单电力系统的静态稳定13.2 负荷的静态稳定13.3 小干扰法分析电力系统静态稳定13.4 自动调节励磁系统对静态稳定的影响 13.5 提高电力系统静态稳定的措施小结思考题与习题第14章电力系统暂态稳定14.1 电力系统暂态稳定概述14.2 简单电力系统的暂态稳定14.3 复杂电力系统暂态稳定的分析计算 14.4 提高电力系统暂态稳定性的措施14.5 电力系统的异步运行小结思考题与习题第四篇电力系统计算的计算机算法第15章电力网络的数学模型15.1 电力网络的基本方程式15.2 节点导纳矩阵及其算法15.3 节点阻抗矩阵及其算法小结思考题与习题第16章电力系统故障的计算机算法16.1 概述16.2 对称故障的计算机算法16.3 简单不对称故障的计算机算法小结思考题与习题第17章电力系统潮流计算的计算机算法 17.1 概述17.2 潮流计算的基本方程17.3 牛顿-拉夫逊法潮流计算17.4 pq分解法潮流计算小结思考题与习题第18章电力系统稳定的计算机算法18.1 简化模型的暂态稳定计算18.2 简化模型的静态稳定计算小结思考题与习题附录附录1 程序清单1.1 形成节点导纳矩阵1.2 形成节点阻抗矩阵1.3 对称故障的计算1.4 用计算曲线计算对称故障1.5 简单不对称故障的计算1.6 牛顿-拉夫逊法潮流计算1.7 户口分解法潮流计算1.8 分段法确定发电机转子摇摆曲线1.9 小干扰法判断系统的静态稳定附录2 短路电流周期分量计算曲线数字表参考文献电力系统分析(第2版)目录《电力系统分析(第2版)》是教育科学“十五”国家规划课题研究成果之一。

电力系统的暂态稳定性分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它的稳定运行对于保障电力供应的可靠性和质量至关重要。

而暂态稳定性分析则是电力系统运行中的一个重要方面，它主要研究电力系统在发生故障或突发负荷变化时的动态响应和稳定恢复能力。

暂态稳定性是指电力系统在遭受外界扰动后，能够在一定时间内恢复到新的稳定工作状态的能力。

它是电力系统运行安全性的重要指标，也是电力系统规划、设计和运行的关键问题之一。

暂态稳定性分析的目的就是评估系统在遭受各种故障或负荷变化时的稳定性，并采取相应的措施来提高系统的稳定性。

在进行暂态稳定性分析时，首先需要建立电力系统的数学模型。

这个模型通常是基于电力系统的节点和支路参数，包括发电机、变压器、线路和负荷等。

然后，通过对这个模型进行求解和仿真，可以得到系统在不同故障情况下的动态响应和稳定恢复过程。

暂态稳定性分析的核心是对系统的动态稳定性进行评估。

这个评估通常包括两个方面的内容：一是判断系统是否能够在故障后恢复到稳定工作状态；二是评估恢复过程中的稳定性和动态性能。

为了实现这个评估，通常需要考虑系统的暂态稳定极限、暂态稳定域和暂态稳定边界等指标。

在实际的电力系统运行中，暂态稳定性分析可以帮助运营人员预测系统在故障发生后的动态响应，并采取相应的措施来保障系统的稳定运行。

例如，当系统遭受短路故障时，暂态稳定性分析可以帮助运营人员判断故障是否会导致系统崩溃，并提供相应的补偿措施，如调整发电机励磁系统或采取控制措施来稳定系统。

此外，暂态稳定性分析还对电力系统的规划和设计具有重要意义。

通过对系统的暂态稳定性进行评估，可以确定系统的容量和配置，以满足系统在故障或负荷变化时的稳定要求。

同时，暂态稳定性分析还可以帮助设计师评估不同方案的优劣，选择最优的方案来提高系统的暂态稳定性。

总之，电力系统的暂态稳定性分析是电力工程中一个重要的研究领域。

它关注系统在面临故障或负荷变化时的动态响应和稳定恢复能力，对于保障电力系统的安全可靠运行具有重要意义。

实验二电力系统暂态稳定分析实验目的本次实验旨在通过分析电力系统暂态稳定性，理解电力系统中的稳定性问题，并掌握电力系统的建模和计算方法。

实验原理电力系统暂态稳定性主要是指电力系统在发生大幅度干扰后，是否能够恢复到稳定状态。

因此，暂态稳定性分析主要是对电力系统对外干扰的响应进行预测和评估。

电力系统暂态稳定性分析一般采用时间域仿真方法和频率域方法，其中，时间域仿真法主要是通过对电力系统的微分方程进行数值求解，得到电力系统的动态响应；而频率域方法则是将电力系统的微分方程用拉普拉斯变换转化成复数域的代数方程，通过对这些代数方程进行解析求解，得到电力系统的频率响应。

实验步骤1. 电力系统建模电力系统建模是电力系统暂态稳定性分析的基础，具体步骤如下：•确定电力系统的拓扑结构；•确定电力系统的各个元件（发电机、变压器、线路等）的参数和运行状态；•根据电力系统的拓扑结构和元件参数，列出微分方程或代数方程，得到电力系统的数学模型。

2. 干扰信号的设计在进行暂态稳定分析之前，需要确定干扰信号，在此实验中，我们选择加入一个突然的三相短路干扰信号。

3. 稳定性分析3.1 时间域仿真法•利用Matlab或其他仿真软件，实现电力系统的微分方程求解，得到电力系统随时间的响应；•分析电力系统的响应，判断其是否能够恢复到稳定状态。

3.2 频率域方法•将电力系统的微分方程用拉普拉斯变换转化成复数域的代数方程；•对代数方程进行解析求解，得到电力系统的频率响应；•分析电力系统的频率响应，判断其是否具有稳态解。

4. 结果分析根据时间域仿真法和频率域方法得到的结果，对电力系统的稳定性进行评估和分析。

实验通过本次实验，我们深入了解了电力系统暂态稳定性的原理和计算方法，通过对电力系统的建模和仿真分析，可以有效提高电力系统的稳定性和可靠性。

参考资料•《电力系统分析教程》•《电力系统稳定分析与控制》•《电力系统稳定性分析》。