电力系统分析(2004-11).pptVIP

现代电力系统分析（下册） 任课教师：葛少云 由于转矩与转子机械转速 ? 的乘积为相应的功率，且? / ? s =? / ?s,故可以导出用标幺值表示的原动机机械功率 Pm* 发电机电磁功率Pe* 与转矩Tm*和Te*的关系分别为： Pm* = Tm* ?* Pe* = Te* ?* (1-100) 实际上，转子因存在摩擦和风阻而产生阻尼转矩，一般近似认为它与转速成正比，可用阻尼系数D表示为D?* 。 当转子q轴与系统同步转速参考轴x之间的电角度d 以弧度为单位时， d 对时间的导数便是转子与同步转速之间的相对转速。应用式（1-100）并计及阻尼转矩的作用，可以将式(1-99)写成如下状态方程形式： 如果 t 和 TJ 都用标幺值表示，且 tB=1/ ?s 则： (1-102) 发电机转子运动方程，是电力系统稳定分析计算中最基本的方程。在多机电力系统中，系统受扰动后发电机之间的相对运动，是用这些方程的解 di(t) - dj(t) 来描述的，这些解也是用来判断系统稳定性的最直接的判据。 方程式初看似乎简单，但它的右函数，即不平衡转矩(或功率)却是很复杂的非线性函数。 右函数的Tmi 是第 i 台发电机的原动机的转矩(或功率Pmi )，它主要取决于本台发电机的原动机及其调速系统的特性。 右函数的Tei 是第i台发电机的电磁转矩(或功率Pei )，它不单与本台发电机的电磁特性、励磁调节系统特性等有关，而且还与其它发电机的电磁特性、负荷特性、网络结构等有关，它是电力系统稳定分析计算中最为复杂的部分。(主要工作量取决于它的描述和计算。) 第五节 负荷的数学模型 负荷是电力系统的一个重要组成部分，其数学模型的准确程度对于电力系统暂态分析结果的精度有很大的影响。 对于每一种负荷(如感应电动机、白炽灯或整流型负荷等等)，要建立它的准确模型并不十分困难。 在电力系统暂态分析中，需要知道的是反映某一个节点(例如区域变电所低压母线)的全部负荷，即所谓综合负荷动态性能的数学模型。由于综合负荷由各种不同种类的负荷所组成，不仅其组成情况随时变化，而且各个节点的负荷组成情况也不相同，因此要准确获得负荷的数学模型是很困难的。 参考文献中曾对负荷的数学模型进行过不少研究，但至今尚无一种比较满意的结果。下面将介绍几种目前应用较为广泛的负荷数学模型。 一、恒定阻抗模型 最简单的负荷模型是将负荷用恒定阻抗模拟，即认为在暂态过程中负荷的等值阻抗保持不变，其数值由扰动前稳态运行情况下负荷所吸收的功率和负荷节点的电压来决定。这种模型比较粗略，但由于它比较简单，在计算精度要求不太高的情况下仍获得了广泛应用。 根据暂态稳定计算给定的运行条件，算出负荷点的电压VLD0和功率PLD0+jQLD0的值。由此，负荷的恒定导纳为： 将此导纳接入负荷节点，原网络的节点数不变。 二、负荷的静态特性模型 所谓负荷的静态特性是指当电压或频率变化比较缓慢时，负荷吸收的功率与电压或频率之间的关系。负荷静态特性曲线的一般形状如图所示。 (一)用多项式表示负荷的电压和频率特性 负荷的电压静特性常采用二次多项式进行拟合。一般这种拟合所得出的结果在相当大的电压范围内都能获得足够的精度。因此，负荷的数学模型可表示为 其中，PL*、 QL* 、 UL*的基准值一般取扰动前稳态运行情况下负荷本身所吸收的有功、无功和负荷节点的电压。显然，在上式中各个系数满足以下关系： aP+bP+cP=1 aQ+bQ+cQ=1 对于负荷的频率静特性，由于暂态过程中节点频率的变化一般不大，通常用稳态运行点的切线来近似模拟，即 式中：f*的基准值为系统的额定频率；?f*为频率偏移。 当同时考虑电压和频率变化时，负荷的数学模型为 (二)用指数形式表示负荷的电压和频率特性 将负荷的电压静特性和频率静特性分别在稳态运行点附近表示成指数形式，即 同理，可得 采用以上两种方式的负荷模型，关键在于获得其中的系数(或指数)。对此，可以采用两种方法： ①一种是根据综合负荷的组成情况，按行业或按负荷性质，将它们的典型数据进行综合而得； ②另一种方法是通过对负荷进行现场试验而得。否则，只好采用某些估