第6章 电力系统稳态与暂态仿真
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电力系统分析第6章
即：
I a ,b ,c = P −1 ⋅ I d ,q ,o
α是d轴领先 相磁轴间的角度 是 轴领先 轴领先a相磁轴间的角度
第六章 同步电机的数学模型
ia，ib，ic三相不平衡时，每相中都含有相同的零轴电 三相不平衡时， 三相零轴电流大小一样，空间互差120°，其在气 流i0。三相零轴电流大小一样，空间互差 ° 隙中的合成磁势为零，只产生与定子绕组相交链的磁通， 隙中的合成磁势为零，只产生与定子绕组相交链的磁通， 不产生与转子绕组交链的磁通。 不产生与转子绕组交链的磁通。 a,b,c系统中的直流分量和倍频交流分量对应于 系统中的直流分量和倍频交流分量对应于d,q,0 系统中的直流分量和倍频交流分量对应于 系统的基频分量， 系统的基频分量， a,b,c系统中的基频交流分量对应于 系统中的基频交流分量对应于 d,q,0系统的直流分量。 系统的直流分量。 系统的直流分量 派克变换不仅可用于电流，也可用于电压和磁链。 派克变换不仅可用于电流，也可用于电压和磁链。
第六章 同步电机的数学模型
ψ L a aa ψ b M ba ψ M c ca ψ f = M fa ψ D M Da ψ M ga g ψ Q M Qa
M ab Lbb M cb M fb M Db M gb M Qb
第六章 同步电机的数学模型
派克变换的物理意义
• 在任一时刻，三相绕组a、b、c流过电流 a、 ib 、ic在气 在任一时刻，三相绕组 、 、 流过电流i 流过电流 隙中所产生的合成磁动势分布，可以用等值绕组 、 中 隙中所产生的合成磁动势分布，可以用等值绕组d、q中 流过的电流i 所产生的合成磁动势分布来代替。 流过的电流 d 、iq所产生的合成磁动势分布来代替。 • d、q绕组磁轴分别为转子的 轴和 轴，并且随转子一起 、 绕组磁轴分别为转子的 轴和q轴 绕组磁轴分别为转子的d轴和 旋转，其匝数为相绕组的 倍 其电流满足下式： 旋转，其匝数为相绕组的3/2倍，其电流满足下式：
电力系统稳态分析第六章new
35kV及以下系统，②可以忽略不计,线路消耗无功功率；
110kV及以上系统，轻(空)载时，① ②都不能忽略，此 时②大于①，输电线路成为无功电源；
传输功率较大时，①大于②，线路要消耗无功功率。 8
二、无功功率电源
1、发电机 ➢发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。
定子温升、 并列运行稳
TSC--TCR
基本少要等求于：负系荷电无统所源功中需提功和的的供率的之无无功功电功无荷功之源率负和可和以网发络网损出络耗中无之的的功和无无功功功损无备功用率耗应。该大于或至
Q GC Q LD Q LQ res
Qres 0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；
Qres 0 表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。
无功功率平衡计算的前提是系统的电压水平正常。
无功备用容量一般为无功负荷的 7%~15%。
当系统无功电源充足时 ，可以维持系统在较高 的电压水平下运行。
发电机无功
无功电源不足时，应增设无功补偿 装置，并尽可能装在负荷中心，做 到无功功率的就地平衡，以减少无 功功率在网络中的传输引起的网络 功率损耗和电压损耗。
12
缺点： 旋转机械，运行维护比较复杂； 有功功率损耗较大，满负荷时约为额定容量的(1.5~5)%， 容量越小，百分值越大； 小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步调 相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。 同步调相机常安装在枢纽变电所 。
13
3. 电容器
• 按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它供给的
15
高次谐波调 谐电感，与 C串联 滤波
自饱和电抗器静止补偿器SR
固定连接电容器加可控硅控制电抗器 FC--TCR
电力系统仿真及其稳态分析
电力系统仿真及其稳态分析第一章：引言随着电力工业的发展，当今电力系统已经成为一种复杂且大规模的系统，其中不乏各种电力设备和控制装置。
这些设备和装置之间的相互作用是一个相当复杂的交互过程，因此在实际运行中不可避免地涉及到了各种各样的问题。
解决这些问题，传统的试错法已经不再适用了，因为它们效率低下且需要花费相当的时间和成本。
在此基础上，电力系统仿真技术的应用越来越受到电力工业的广泛关注。
本研究将介绍电力系统仿真及其稳态分析方面的最新进展。
第二章：电力系统仿真的概述电力系统仿真是指将电力系统的信息和数据输入计算机，通过建立电力系统的模型，进行分析、计算、模拟操作和评估电力系统的性能，得到相应的仿真结果。
电力系统仿真技术可以用于评估电力系统的可靠性、有效性和经济性，同时可以在预测电力系统的性能、优化电力系统的设计和运行过程中提供有效的参考。
电力系统仿真可以从以下几个方面来进行分类：1. 基于时域仿真的电力系统仿真时域仿真是指按照一定的时间序列，采用数值解法计算系统在每一时刻的电气状态和运行情况，是电力系统仿真的最基础和最常用的方法。
时域仿真包括传统电力系统稳态计算、暂态分析、电力质量分析、稳定性分析、动态分析等。
2. 基于频域仿真的电力系统仿真频域仿真是指将电力信号转化为频域信号，然后采用频域分析方法来研究电力系统的性能，主要用于分析电力系统的干扰和谐波问题。
3. 基于混合仿真的电力系统仿真混合仿真是指将时域仿真和频域仿真结合起来，采用相应的算法分析电力系统的多种问题，如短路分析和电气气体放电分析。
4. 基于物理仿真的电力系统仿真物理仿真是指基于物理方程，建立电力系统的三维几何模型，然后进行物理仿真。
物理仿真可以用于评估电气设备的结构和性能，和防止电气设备的损坏和失效。
第三章：电力系统稳态分析的概述电力系统稳态分析是指为研究电力系统稳定运行所进行的分析，包括对电力系统各项参数和各种现象的计算和分析。
电力系统的稳态分析主要可分为三个方面：1. 电力系统的电压稳态分析电压稳态是电力系统稳定运行的基本条件，电力系统电压稳态分析是指对电力系统中各个节点的电压波形、相位、幅值等特性进行分析，以保证电力系统的正常运行。
6章 电路中的暂态过程
R2
iL(0+ )
(b) t = 0+等效电路
(2) 由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值 uC (0 ) 0, 换路瞬间，电容元件可视为短路。
L (0 ) 0, 换路瞬间，电感元件可视为开路。 U C (0 ) 1 (0 ) (C (0 ) 0) iC 、uL 产生突变 R uL (0 ) u1 (0 ) U (uL (0 ) 0)
R1 + uC 4 _ C
+ uL L _
解： 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) (1) 换路前电路已处于稳态：电容元件视为开路； 由t = 0-电路可求得： 电感元件视为短路。 R1 U 4 U i L (0 ) 1A R1 R3 R R1 R3 4 4 2 4 4 44 R1 R3
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电工技术
6.2 储能元件和换路定则
1. 储能元件
例：
+ S
i R1
R2 R3 O
I
U
-
t
图(a)： 合S前：
(a)
i 0 ； u R1 u R 2 u R3 0
合S后： 电流 i 随电压 u 比例变化。 所以电阻电路不存在暂态过程 (R为耗能元件)。
t
0
uidt Ri 2dt 0
0
t
表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。
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电工技术
6.1.2 电感元件
描述线圈通有电流时产生磁场、 储存磁场能量的性质。
i +
u
1. 物理意义 电流通过一匝线圈产生 电流通过N匝线圈产生
电力系统的稳态与暂态分析
电力系统的稳态与暂态分析电力系统是现代工业社会中不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定可靠的电力供应。
而电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要领域，它涉及到电力系统的设计、运行和维护等方面。
稳态分析是指在电力系统运行过程中，各个电气设备的电压、电流、功率等参数的稳定状态。
在稳态分析中，我们主要关注电力系统的功率平衡、电压稳定和潮流分布等问题。
通过对电力系统各个元件的参数进行计算和模拟，可以评估系统的稳定性，确保系统在正常运行范围内。
在电力系统的稳态分析中，我们需要考虑电力负荷的变化、电源的接入和退出等因素。
通过建立电力系统的等效电路模型，我们可以利用电路分析的方法来计算电力系统中各个节点的电压和电流。
同时，我们还可以通过潮流计算来确定电力系统中各个元件的功率流向，以及评估系统的输电能力。
暂态分析是指在电力系统发生故障或突发事件时，各个电气设备的电压、电流、功率等参数的瞬时变化过程。
在暂态分析中，我们主要关注电力系统的稳定性和可靠性，以及对系统中各个元件的保护和控制。
在电力系统的暂态分析中，我们需要考虑电力系统中的瞬态过程，如短路故障、开关操作和电力负荷的突变等。
通过建立电力系统的动态模型，我们可以利用差分方程和微分方程来描述系统的瞬态响应。
同时，我们还可以通过暂态稳定分析来评估系统在故障情况下的稳定性，以及设计和选择合适的保护装置和控制策略。
电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要研究领域，它不仅关乎电力系统的可靠性和稳定性，还关系到电力系统的经济性和安全性。
通过对电力系统的稳态与暂态分析，我们可以优化系统的设计和运行，提高系统的效率和可靠性。
总之，电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要内容，它涉及到电力系统的设计、运行和维护等方面。
通过对电力系统的稳态与暂态分析，我们可以评估系统的稳定性和可靠性，确保系统在正常运行范围内，并设计和选择合适的保护装置和控制策略。
这对于保障电力系统的安全和可靠运行具有重要意义。
电力系统稳定第四版答案 方万良第六章
电力系统稳定第四版答案方万良第六章
一、单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路这几种短路类型中，哪种短路对电力系统的暂态稳定性影响最大？为什么？
答：三相短路的暂态稳定极限随时间降低的最快，干扰越大时间越久，暂态稳定极限越低，系统暂态稳定性越低
二、发电机采用模型3时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？
⑴确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率
⑵根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳
⑶列出线性化方程式
⑷列出网络方程式
⑸坐标变换
⑹修正网络方程式
⑺初值计算
⑻系统状态方程
三、发电机采用模型时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？
⑴确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率。
⑵根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳。
⑶修正网络方程
⑷消去联络节点
⑸发电机电磁功率表达式
⑹系统状态方程
⑺系统线性化状态。
电力系统的稳态与暂态分析模型研究
电力系统的稳态与暂态分析模型研究一、简介电力系统是现代社会生产、生活中必不可少的一项基础设施，其稳态和暂态特性的分析对于保障电网的安全运行具有重要的意义。
电力系统稳态和暂态分析模型是电力系统分析的基本方法之一，也是制定电力系统的运行控制策略的重要理论依据。
此文章将从电力系统稳态和暂态分析模型研究出发，详细探讨电力系统工程中的相关问题。
二、电力系统稳态分析模型研究1. 稳态分析的基本方法电力系统稳态分析是一个复杂的问题，需要涉及到电力系统电路分析、电气磁力场分析、电力负载计算、电磁转换器及发电机的特性分析等多个方面。
稳态分析的基本方法是根据电力系统电气网络拓扑结构、设备特性以及电源等参数，建立电力系统的等效电路模型，然后基于矩阵分析方法，建立电力系统的节点电压和电流方程组，进而推导出电力系统的稳态特性。
2. 稳态分析模型的应用电力系统的稳态分析模型可以用于估算电力系统负荷传输能力、发电机发电能力以及输电线路的传输能力等，为电力系统的运行管理、规划和设计提供科学依据。
稳态分析模型也可以应用于电力市场交易、配电系统协调控制、场站自动化等方面。
三、电力系统暂态分析模型研究1. 暂态分析的基本方法电力系统暂态分析是指电力系统在瞬间突发的故障情况下，对电力系统的暂态特性进行分析。
暂态分析的基本方法是根据电力系统的电气拓扑结构、设备特性以及电源等参数，建立电力系统的暂态模型，然后基于瞬态分析方法，模拟瞬态过程中的电气参数变化规律，得到电力系统的暂态特性。
2. 暂态分析模型的应用电力系统暂态分析模型可以用于分析电力系统在突发故障情况下的暂态响应情况，为电力系统故障检测和故障恢复提供科学依据。
暂态分析模型也可以应用于瞬态稳定分析、交流/直流短路分析、过电压分析等方面。
四、电力系统稳态与暂态分析模型的发展趋势1. 直接矩阵法与迭代法的结合电力系统的稳态和暂态分析是一个非线性和复杂的问题，传统的方法基于矩阵法和迭代法，计算量大、计算速度慢，限制了稳态与暂态分析模型的应用。
模拟电路第六章 电路的暂态过程
第 六 章 电 路 的 暂 态 过 程
换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况， 换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况，电路 换路以后瞬间的工作状态完全可由换路后的激励条件与 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定t 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定 = t0+时电路 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 确定换路瞬间电路的储能状态
iL (0+ ) = iL (0− ) = 5mA
iR (0+ ) = 0A iC (0+ ) ×1kΩ+ uC (0+ ) = 0V uC (0+ ) + = −10mA iC (0 ) = − 1kΩ 1kΩ iL (0+ ) × 2kΩ+ uL (0+ ) = 0V
uL (0+ ) = −2kΩ×iL (0+ ) = −2kΩ×5mA = −10V
高等学校电子教案: 高等学校电子教案:电路与模拟电子技术
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6.2~3 一阶电路的暂态过程（续3） 一阶电路的暂态过程
第 六 章 电 路 的 暂 态 过 程
按空格键继续
零输入响应和零状态响应
电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路， 电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路，能 量来源有两个：电路中的激励电源、储能元件中的初始储能。 量来源有两个 ： 电路中的激励电源 、 储能元件中的初始储能 。 根据叠加原理， 根据叠加原理，含储能元件线性电路的响应可分成两个部 分：仅由电路中的激励电源产生的响应、仅由储能元件中的初 仅由电路中的激励电源产生的响应、 始储能产生的响应。 始储能产生的响应。 零输入响应：电路中无独立激励电源， 零输入响应：电路中无独立激励电源，仅由电路中储能元件 的初始储能维持的响应。常用下标 表示 表示， 的初始储能维持的响应。常用下标zi表示，如uzi 零状态响应：电路中储能元件无初始储能， 零状态响应：电路中储能元件无初始储能，仅由激励电源维 持的响应。常用下标 表示 表示， 持的响应。常用下标zs表示，如uzs
换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况， 换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况，电路 换路以后瞬间的工作状态完全可由换路后的激励条件与 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定t 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定 = t0+时电路 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 确定换路瞬间电路的储能状态
iL (0+ ) = iL (0− ) = 5mA
iR (0+ ) = 0A iC (0+ ) ×1kΩ+ uC (0+ ) = 0V uC (0+ ) + = −10mA iC (0 ) = − 1kΩ 1kΩ iL (0+ ) × 2kΩ+ uL (0+ ) = 0V
uL (0+ ) = −2kΩ×iL (0+ ) = −2kΩ×5mA = −10V
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6.2~3 一阶电路的暂态过程（续3） 一阶电路的暂态过程
第 六 章 电 路 的 暂 态 过 程
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零输入响应和零状态响应
电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路， 电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路，能 量来源有两个：电路中的激励电源、储能元件中的初始储能。 量来源有两个 ： 电路中的激励电源 、 储能元件中的初始储能 。 根据叠加原理， 根据叠加原理，含储能元件线性电路的响应可分成两个部 分：仅由电路中的激励电源产生的响应、仅由储能元件中的初 仅由电路中的激励电源产生的响应、 始储能产生的响应。 始储能产生的响应。 零输入响应：电路中无独立激励电源， 零输入响应：电路中无独立激励电源，仅由电路中储能元件 的初始储能维持的响应。常用下标 表示 表示， 的初始储能维持的响应。常用下标zi表示，如uzi 零状态响应：电路中储能元件无初始储能， 零状态响应：电路中储能元件无初始储能，仅由激励电源维 持的响应。常用下标 表示 表示， 持的响应。常用下标zs表示，如uzs
电力系统稳态与动态仿真研究
电力系统稳态与动态仿真研究电力系统是一个庞大的复杂系统，它包含了发电、输电、变电、配电四个部分，这四个部分之间复杂的相互关系让整个电力系统形成了一个天然的网络结构。
随着电力需求不断增长，电力系统的负荷持续加大，因此如何保证电力系统的稳态和运行安全也变得越来越重要。
稳态仿真是电力系统的重要组成部分，在研究电力系统的稳定性和可靠性方面扮演着关键的角色。
稳态仿真是指对电力系统稳态运行情况进行模拟和分析，通过对电力系统的仿真模拟，可以帮助研究人员深入了解电力系统运行时的细节和性能，从而为电力系统的设计、运营和维护提供科学依据。
动态仿真是一种更为复杂的仿真模拟技术，它是指对电力系统在不同工作状态下的运行情况进行模拟和分析。
在电力系统的日常运转中，系统所处的工作状态会因为多种因素而发生变化，例如外界负荷、短路故障等因素都可能导致电力系统的动态变化。
因此，通过动态仿真模拟，可以有效地分析电力系统在不同状态下的响应能力，并提出合理的优化措施。
在电力系统的稳态和动态仿真过程中，需要运用大量的数学和物理知识。
电力系统的模型蕴含着深厚的电力学原理和控制理论，因此我们需要掌握数学建模、线性代数、微积分、传感器技术等相关知识。
除此之外，我们还需要了解电力系统各个组成部分的工作原理和相互关系，例如变压器、电动机、发电机等的运行特性和故障模式都是需要掌握的知识。
目前，在电力系统稳态和动态仿真领域，国内外都有许多优秀的研究成果，并有不少商业化的仿真软件产品，比如美国的PSSE和法国的NEPLAN等。
这些软件产品都采用了先进的仿真方法和技术，可以对电力系统模型进行全面的仿真分析，并能够为电力系统的设计和运营提供实时的决策支持。
总的来说，电力系统稳态和动态仿真是电力系统研究的重要组成部分，它们能够为电力系统的设计、运营和维护提供科学依据。
因此，对于电力系统研究人员来说，掌握电力系统仿真技术是非常有必要的，只有通过不断地深入学习和实践，才能更好地应对电力系统的挑战和推动电力系统的发展。
电力系统暂态稳定性仿真
摘要随着科学技术的发展，电力系统变得越来越复杂，电气工程师掌握一种好的能对电力系统进行仿真的软件是学习和研究的需要。
MATLAB提供的Simulink工具箱是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持多种采样速率的多速率系统。
Simulink为用户提供了用方框图进行建模的模型接口。
它与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
并且用Simulink 创建的模型可以具有递阶结构，用户可以用从上到下或从下到上的结构创建模型。
电力系统工具箱（Power System Blockset以下简称PSB）在Simulink环境下使用。
不但电路模型能够快速建立起来，而且与之相联系的机械、热力、控制系统及其它设备规律的分析均包含在其中。
这是因为电力系统部分的仿真是同Simulink范围内的其它工具箱相联系的。
关键词：电力系统 Simulink 建模仿真abstractWith the development of science and technology, electric power system is becoming more and more complex, electrical engineer to master a kind of good in power system simulation software is learning and research needs. MATLAB provide Simulink toolbox is a dynamic system used for modeling, simulation and analysis software package, it support continuous and discrete and the mixture of both linear and nonlinear systems, and support for multiple sampling rate more than the rate system.Simulink provide the user with the bar with modeling model interface. It with the traditional simulation software package with differential equation and difference equation modeling, it is characterized by the more intuitive, convenient and flexible advantages. And using Simulink create model can have hierarchical structure, the user can use from top to bottom or from bottom to top create model of the structure.Electric Power System toolbox (Power System Blockset hereinafter referred to as the PSB) in Simulink environment use. Not only circuit model can quickly built up, and the associated with the mechanical, thermal, control systems and other equipment regular analysis are included in it. This is because of the part of the power system simulation is within the scope of the other with Simulink tool kit related.Key words: Electric power system Simulink Modeling simulation目录摘要 (1)第1章引言 (4)1.1电力系统简介 (4)1.2 电力系统仿真 (4)1.3本课题研究的前景和意义 (5)第2章 MATLAB简介 (6)2.1 MATLAB语言的发展状况 (6)2.2 MATLAB软件系统的构成 (6)2.3本章小结 (7)第3章 simulink 的简单建模 (8)3.1 Simulink的模块 (8)3.2 Simulink的简介 (8)3.2.1 Simulink的初步认识 (8)3.2.2 Simulink实时工作环境的作用及其主要特点 (9)3.3 Simulink建模实例初步 (11)3.3.1简单建模 (11)3.3.2 支持向量显示 (11)3.3.3 支持扩展量 (12)3.3.4 数值分析：积分模块的应用 (12)3.3.5 求解微分方程 (12)3.3.6 信号叠加 (13)3.4 本章小结 (13)第4章电力系统模块集与简单电子线路仿真 (14)4.1 电力系统模块集简介 (14)4.1.1电力系统模块集简介 (14)4.1.2 标幺值（p.u.） (17)4.2 简单电子线路仿真 (19)4.2.1 电路的仿真 (19)4.2.2传输线路模型仿真 (23)4.3 本章小结 (24)第5章同步发电机的仿真 (25)5.1建立系统仿真模型 (25)5.1.1设计电路图 (25)5.1.2设计流程 (26)5.2仿真分析 (31)5.2.1仿真参数设置 (31)5.2.2仿真结果 (32)5.3 本章小结 (40)第6章拓展 (41)6.1带励磁系统的电力系统分析 (41)致谢 (42)参考文献 (43)第1章引言1.1电力系统简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
第六章电力系统稳定概述
PII EqV X dII sin
显然
X dII X dI
不考虑发电机的电磁暂态过程和励磁调节作用，假 定 Eq 保持不变，可得功率特性曲线如图
正常运行状态点a，PT Pe P0
PE
PE f ( )
d
a c
b
切除线路瞬间运行于点b 原动机保持端出现正的相 对速度 0功角开始增 大。发电机工作点由b向c 点变动。
自动调节 系统的作 用原理和 数学模型
异步电 动机的 机电特 性
综合负 荷特性
T-1
L
T-2
假设受端系统容量相对于发电机来说很大，则发电机 输送任何功率时，受端母线电压的幅值和频率均不变 （即无限大容量母线）。
X d X d XT1 X L XT 2
根据等值电路画出正常运行情况下的相量图
对于同步电动机负荷，与同步发电机一样存在受扰动后 能否继续保持同步运行的稳定性问题。 对于异步电动机负荷，由于异步电动机也是一种旋转电 机，同样存在与转矩平衡有关的运行稳定性问题。有这 样一些情况：当负荷点的运行电压过低或异步电动机的 机械负荷过重时，异步电动机会迅速减速以致停转，从 而破坏了负荷的正常运行。停转时，异步电动机吸收的 有功功率变得很小，使系统中发电机输出功率变化从而 引起发电机转子间的相对运动，有时可能导致发电机之 间失去同步。
在 a 点运行时，假定受微小扰动，运行点变动到 a 点 a a
产生正的电磁功率增量 P P P e a 0
原动机功率保持 PT P0
PE
转子上产生制动性的不平衡转矩， 发电机转速开始下降，功角减小。 经衰减振荡后，发电机恢复到原来 运行点a。
Pa
P0 P T
显然
X dII X dI
不考虑发电机的电磁暂态过程和励磁调节作用，假 定 Eq 保持不变，可得功率特性曲线如图
正常运行状态点a，PT Pe P0
PE
PE f ( )
d
a c
b
切除线路瞬间运行于点b 原动机保持端出现正的相 对速度 0功角开始增 大。发电机工作点由b向c 点变动。
自动调节 系统的作 用原理和 数学模型
异步电 动机的 机电特 性
综合负 荷特性
T-1
L
T-2
假设受端系统容量相对于发电机来说很大，则发电机 输送任何功率时，受端母线电压的幅值和频率均不变 （即无限大容量母线）。
X d X d XT1 X L XT 2
根据等值电路画出正常运行情况下的相量图
对于同步电动机负荷，与同步发电机一样存在受扰动后 能否继续保持同步运行的稳定性问题。 对于异步电动机负荷，由于异步电动机也是一种旋转电 机，同样存在与转矩平衡有关的运行稳定性问题。有这 样一些情况：当负荷点的运行电压过低或异步电动机的 机械负荷过重时，异步电动机会迅速减速以致停转，从 而破坏了负荷的正常运行。停转时，异步电动机吸收的 有功功率变得很小，使系统中发电机输出功率变化从而 引起发电机转子间的相对运动，有时可能导致发电机之 间失去同步。
在 a 点运行时，假定受微小扰动，运行点变动到 a 点 a a
产生正的电磁功率增量 P P P e a 0
原动机功率保持 PT P0
PE
转子上产生制动性的不平衡转矩， 发电机转速开始下降，功角减小。 经衰减振荡后，发电机恢复到原来 运行点a。
Pa
P0 P T
电力系统中的稳态分析与动态仿真研究
电力系统中的稳态分析与动态仿真研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它涉及到诸如发电、输电和配电等各个方面。
电力系统中的稳态分析和动态仿真是对其稳定性和可靠性的评估和优化，是电力系统研究中重要的环节。
一、稳态分析稳态分析是电力系统研究中的一项重要工作，其主要目的是评估电力系统的稳定性、安全性和可靠性。
稳态分析的核心内容包括功率平衡计算、电压稳定计算和电流分布计算等。
在功率平衡计算中，我们需要计算出各发电机的产生功率、各负载的消耗功率以及系统中各个节点的潮流，从而保证功率平衡。
对于电压稳定计算，我们需要考虑电网中可能出现的电压不稳定现象，如电压振荡、电压偏差等，从而控制电网中各个节点的电压在合理范围内波动。
电流分布计算则是用于评估各个电网部件的负荷容量和电流热稳定性。
稳态分析的结果可以用于电力系统的规划、设计、运行和维护等方面。
同时，稳态分析也是其他电力系统分析的基础，如电力系统动态仿真。
二、动态仿真动态仿真是对电力系统的瞬态性能进行评估和分析的一种方法。
瞬态性能主要包括电力系统对于负荷和扰动的响应能力、电力系统的稳定性和响应速度等重要指标。
动态仿真的分析流程包括建立电力系统模型、进行故障分析、进行稳定性分析和评估等步骤。
其中，故障分析是指在电力系统中模拟出各种可能出现的电路及设备故障，并观察其对电力系统运行状态的影响。
稳定性分析则是对电力系统在故障情况下的稳定性进行评估和分析，包括小干扰稳定性和大扰动稳定性等方面。
动态仿真的结果可以用于电力系统的重大修建和重组，为电力系统规划、设计和运行提供重要支持。
三、稳态分析与动态仿真的联系稳态分析和动态仿真是电力系统研究中不可分割的两个方面，其关系可以从如下几个方面进行阐述。
首先，稳态分析是动态仿真的基础。
只有对电力系统在稳态条件下的性能进行分析和评估，才能在瞬态条件下对其进行仿真分析和评估。
其次，动态仿真是稳态分析的延伸。
在稳态分析的基础上，我们需要对电力系统在故障和扰动等情况下的稳定性进行分析和评估，才能更加全面地评估电力系统的性能和可靠性。
电力系统稳态与暂态分析研究
电力系统稳态与暂态分析研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它为工业生产、商业活动和居民生活提供了稳定可靠的电能供应。
为了确保电力系统的可靠运行，稳态与暂态分析的研究变得至关重要。
本文将从电力系统的稳态与暂态分析的概念入手，探讨其研究内容、方法以及在现实应用中的意义。
一、电力系统稳态分析电力系统的稳态分析主要研究系统在恢复稳态下的工作特性和电气参数。
稳态是指电力系统在负荷和发电均衡的情况下，电气参数、电压、功率等保持稳定的状态。
稳态分析的主要目标是确定电力系统的运行状态，以及评估系统的稳定性、可靠性和经济性。
稳态分析的研究内容包括电力系统元件的电气参数计算，例如发电机电流、电压和功率因数等；负荷特性的分析，例如各个负荷节点的功率需求和负荷间关系；电压和功率的传输与分配，例如线路的电气损耗和潮流计算；还包括调度和控制策略的制定，以确保电力系统的可靠运行。
稳态分析的方法主要有潮流计算、灵敏度分析和稳定边界计算等。
潮流计算是最常用的方法，用于计算电力系统中各个节点的电压、相角和功率等。
通过潮流计算，可以对电力系统进行规划、调度和控制，以保持系统的稳定性。
电力系统稳态分析的意义在于帮助电力公司和运营商合理安排电力资源的利用，提高电力供应的可靠性和经济性。
稳态分析可以为电力系统规划、运行和扩建提供科学依据，减少电力系统的故障，提高电力系统的可靠性和安全性。
二、电力系统暂态分析电力系统的暂态分析主要研究系统在发生电气故障或异常情况时的动态响应和稳定恢复过程。
暂态是指电力系统在发生故障后的短暂时期内，电流、电压和功率等参数发生瞬时变化的过程。
暂态分析的目标是研究故障对电力系统的影响，以及确定系统的动态稳定性和可靠性。
暂态分析的研究内容包括电力系统在故障前、故障期间和故障后的电气特性，例如故障电流、电压暂降和暂增等；还包括故障修复和系统恢复的策略、方法和时间等。
暂态分析还需要考虑电力系统元件的动态特性，例如发电机的失稳特性和变压器的励磁过程等。
暂态分析-电力系统静态稳定分析
2
2.应用代数判据判断 由特征方程:
2
D ω0 P + P+ S Eq = 0 TJ TJ
必要条件: 充要条件:
D > 0 ， S Eq > 0
（6-14）
a0 = TJ , a1 = D, a2 = ω0 S Eq
a1 0 a0 a2 >0
a0 > 0, ∆1 = a1 > 0, ∆ 2 =
即:
三.代数判据 (Routh-Hurwaitz) 对于n 阶特征方程，可用劳斯判椐根据根的 性质判断系统的稳定性。
a0 P + a1P
n
n −1
+
+ an −1P + an = 0
所有根的实部为负的必要条件:方程式所有
系数的符号都相同；
充要条件:当 a0 为正：
> 0时,以下各行列式之值都必须
a1 ∆ 3 = a3 a5
a0 a2 a4
0 a1 a3
∆1 = a1 , a1 ∆2 = a3 a0 a2
a1 a3 ∆n = a2 n −1 a2 n − 2 a0 a2 0 a1 a3 a0
an
---（6-10）
当元素 ar 的下标： r > n,r < 0 时,用0代替。 可知： ∆ n = an ∆ n −1 ，
即：
⎧ ⎧D2 > 4ω0TJ SEq ,系统非周期性稳定； ⎪ ⎪ SEq > 0⎨ 2 D > 0⎨ ⎪ D < 4ω0TJ SEq，系统周期性稳定； ⎩ ⎪ ⎩SEq < 0，只有一正实根，系统非周期性失稳。
周期性变化时振荡频率由复根的虚部决定：
1 2TJ
2.应用代数判据判断 由特征方程:
2
D ω0 P + P+ S Eq = 0 TJ TJ
必要条件: 充要条件:
D > 0 ， S Eq > 0
（6-14）
a0 = TJ , a1 = D, a2 = ω0 S Eq
a1 0 a0 a2 >0
a0 > 0, ∆1 = a1 > 0, ∆ 2 =
即:
三.代数判据 (Routh-Hurwaitz) 对于n 阶特征方程，可用劳斯判椐根据根的 性质判断系统的稳定性。
a0 P + a1P
n
n −1
+
+ an −1P + an = 0
所有根的实部为负的必要条件:方程式所有
系数的符号都相同；
充要条件:当 a0 为正：
> 0时,以下各行列式之值都必须
a1 ∆ 3 = a3 a5
a0 a2 a4
0 a1 a3
∆1 = a1 , a1 ∆2 = a3 a0 a2
a1 a3 ∆n = a2 n −1 a2 n − 2 a0 a2 0 a1 a3 a0
an
---（6-10）
当元素 ar 的下标： r > n,r < 0 时,用0代替。 可知： ∆ n = an ∆ n −1 ，
即：
⎧ ⎧D2 > 4ω0TJ SEq ,系统非周期性稳定； ⎪ ⎪ SEq > 0⎨ 2 D > 0⎨ ⎪ D < 4ω0TJ SEq，系统周期性稳定； ⎩ ⎪ ⎩SEq < 0，只有一正实根，系统非周期性失稳。
周期性变化时振荡频率由复根的虚部决定：
1 2TJ
电力系统中的稳态与暂态分析研究
电力系统中的稳态与暂态分析研究电力系统是保障经济发展与生活用电的基础设施之一，稳态与暂态分析是保证电力系统运行安全与稳定的重要手段。
本文将从基本概念、稳态分析、暂态分析、分析方法等多个角度探讨电力系统中的稳态与暂态分析研究。
一、基本概念电力系统是由发电厂、输电线路、变电站以及配电网等构成的复杂系统。
其中，发电厂的产生能量通过输电线路传输至变电站，经过变电站的变电、升压、降压等处理后最终分配到配电网中，供电给各个终端用户。
稳态与暂态则是电力系统分析与设计中需要考虑的重要因素。
稳态是指电力系统在正常运行状态下对各种负载变化的快速响应，系统各节点的电压与电流基本稳定且无明显波动。
稳态分析是通过计算机模拟等手段，对电力系统各节点的电压、电流等参数进行定量计算、分析和评价，了解系统运行状态，并为电力系统的规划与设计提供基础数据。
暂态是指电力系统在一些突发情况下，例如断电、接地故障等意外情况下所发生的瞬间波动，系统电压、电流等参数会出现短暂的异常变化，但在一定时间范围内会恢复到正常值。
暂态分析是用来分析系统在暂态过程中各节点的电压、电流、电磁场等参数的变化情况，对于电力系统设计、运行和控制优化具有重要意义。
二、稳态分析稳态分析是电力系统分析的基础，主要包括功率流分析、电压稳定分析等内容。
功率流分析是通过计算电力系统各节点电压、电流以及功率值等参数，并对电力系统进行优化与控制，以保持系统运行的稳定性。
通过电压稳定分析可以评估电力系统在正常负载工况下的电压稳定程度，及时发现问题并采取相应措施以维持电力系统的正常运行。
在实际的稳态分析中，电力系统模型的建立是关键。
传统的电力系统稳态分析主要基于直流模型，但实际电力系统是交流电力系统，因此有必要建立交流模型。
电力系统交流模型的建立需要考虑线路的电容、电感等因素，以及交流电源等多因素之间的相互作用，通过传递函数等方法进行分析计算。
稳态分析中还需要考虑负荷不平衡、电容补偿、调压装置等辅助设备对系统的影响。