第三章 电力系统暂态能量函数法暂态稳定分析.pptVIP

电力系统暂态稳定分析的时域仿真法由于存在计算速度慢，不能给出稳定度的缺点．因此人们一直在探索新的暂态稳定分析方法。为了克服这一缺点，电力系统运行部门迫切希望有一种能快速分析系统在预想事故下的暂态稳定度，并进行预想事故严重性排队及做出告警的动态安全分析方法。近一二十年来，一种新的暂态稳定分析祛，即暂态能量函数法，或称拟李雅普诺夫直接法（简称直接法）得到了迅速发展。它不是从时域宏看稳定问题．而是从系统能量角度去看稳定问题，故可快速作稳定判断．而不必计算整个系统运动轨迹，即下必逐步积分计算。随着研究深入，这种方法已达到初步实用化。 该方法是基于一个古典的力学概念发展而来的，该祝念中指出：“对于一个自由的（无外力作用的）动态系统，若系统的总能量（互为系统状态量）随时间变化率恒为负，则系统总能量不断减少，直至最终达到一个最小值，即平衡状态，则此系统是稳定的”。 对于一个实际系统要解决两个关键问题：一是对于一个实际系统如何构造（定义）一个合理的暂态能量函数，它的大小应能正确地反映系统失去稳定的严重性；二是如何确定和系统临界稳定相对应的函数值，即临界能量，从而可通过对扰动结束时暂态能量函数值（即上例中的）和临界值（即上例中的）的比较来判别稳定性或确定稳定域。这种判别稳定的方法统称为暂态能量函数法（transient energy function，TEF法）。它的特点是从能量的观点来判别稳定性，而不是根据系统运动的轨迹（物理量随时间变化的曲线）来判别稳定性，从而计算量少，速度快。 直接法的最大优点如下。（1）能计及非线性，适应较大系统。（2）计算速度快，不必逐步积分求摇摆曲线，而是通过能量判据来判别稳定。（3）能给出稳定度。因此，直接法对一系列预想事故可按稳定度作事故排队，实现动态安全分析，或作离线分析的严重事故“筛选”工具。 但直接法也有两个较大的缺点。（l）模型较简单。目前真正实用的软件采用发电机二阶经典模型，恒定阻抗负荷，尚不能计及励陵系统对稳定的作用。（2）分析结果容易偏于保守．这是因力李雅普诺夫直接法相应的稳定准则是充分条件，而不是必要条件。此外在系统很大，或受到一系列扰动（如重合闸过程）时，直接法的速度、精度较差，故目前仅用于判别第一摇摆稳定性。 李雅普诺夫将一个动态系统的稳定性分为稳定、渐近稳定和大范围渐近稳定三种主要形式。对于 维自治系统 ，其定义分别如下： * * 第三章 电力系统暂态能量函数法暂态稳定分析 一．引言 二．单机无穷太系统的直接法暂态稳定分析 三．相关不稳定平衡点法（RUEP）暂态稳定分析 四．势能边界面法（PEBS）皙态稳定分析 五．扩展等面积法（EEAC）皙态稳定分析 六．综合法直接暂态稳定分析 七．李雅普诺夫直接法及李雅普诺夫函数 八．直接法的研究动向 一．引言 一．引言 一．引言 一．概述 对于图9－2中系统，若发电机采用经典二阶模型，忽略原动机及调速器动态，忽略励磁系统动态，则系统完整的标么值数学模型为 二．单机无穷太系统的直接法暂态稳定分析 显然可以将加速方程的二边对积分而求得故障切除时的动能，即 ＝加速面积 二．单机无穷太系统的直接法暂态稳定分析 若定义系统的势能为以故障切除后系统稳定平衡点为参考点的减速面积，则故障切除时的系统势能为 ＝面积 系统在扰动结束时总暂态能量 ＝面积 若将系统处于不稳定平衡点 （转子角 ）时．系统以 点为参考点的势能作为临界能量 当 ，即图 9－2中面积 ＜面积 ，则系统第一摆稳定；反之若 。则系统不稳定； 时系统为临界状态。显然这和等面积准则完全一致，是一个准确的稳定判据。这里假定系统有足够的阻尼，著第一摆稳定，则以后作衰减振荡，趋于 点。 二．单机无穷太系统的直接法暂态稳定分析 ＝面积 （1）从上面分析可知，最关键问题是如何构造一个反映系统稳定性的暂态能量函数，以及如何正确确定系统的临界能量，井以此作为稳定判别的标准。临界能量的正确与否对稳定判别影响很大。此值偏小，结果会过于保守；此值偏大，则结果过于乐观。 (2）直楼法分析稳定时，不必逐步积分求 ，而只要求出 和 ，计算 ，并设法确定 ，通过比较 与 来判别稳定，汁算量大大减少。 （3）对单机无穷大系统， UEP点不仅功率平衡（ ），且系统在这点势能达最大值（与最大减速面积对应），即 ，故既可用 来求解 及算 ，也可有哪些信誉好的足球投注网站点 ，并取 。在多机系统中前一种途径又称UEP法。后一种途径又称势能边界面法，即 PEBS法（potential energy bound