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第二章 时域仿真法暂态稳定分析 1、引言 2、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 3、发电机节点的处理和机网接口计算 4、负荷节点处理 5、网络操作与故障处理 6、基于改进欧拉法和迭代解法的暂态稳定分析 7、基于隐式梯形积分法的暂态稳定分析 8、时域仿真法暂态稳定分析的研究动向 一、 引言 电力系统暂态稳定分析的主要目的是检查系统在大扰动下（如故障、切机、切负荷、重合闸操作等情况），各发电机组间能否保持同步运行，如果能保持同步运行，并具有可以接受的电压和频率水平，则称此电力系统在这一大扰动下是暂态稳定的 一、 引言 电力系统暂态稳定分析目前主要有两种方法，即时域仿真（time simulation）法，又称逐步积分（step by step）法，以及直接法 （direct method），又称暂态能量函数法 （transient energy function method）。 一、 引言 时域仿真法将电力系统各元件模型根据元件间拓扑关系形成全系统模型，这是一组联立得微分方程组和代数方程组，然后以稳态工况或潮流解为初值，求扰动下的数值解，即逐步求得系统状态量和代数量随时间的变化曲线，并根据发电机转子摇摆曲线来判别系统在大扰动下能否保持同步运行，即暂态稳定性。 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 电力系统基本上是由发电机、励磁系统、原动机及调速器以及网络和负荷组成的。其相互联系示于图8-1： 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 为了突出电力系统暂态稳定分析的基本原理和步骤，发电机采用经典二阶模型，忽略凸极效应，并设暂态电抗 后的暂态电动势 恒定，从而忽略励磁系统的动态，以简化分析。另外，忽略调速器和原动机动态作用，即认为机械功率 。 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 上式构成了系统的基本方程。这是一组联立的微分方程组合代数方程组。 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 二、简化模型时域仿真法暂态稳定分析 三、发电机节点的处理和网络接口算法 发电机节点处理方法有四种类型： （1）发电机采用经典模型时的处理方法 （2）考虑凸极效应的直接解法 （3）考虑凸极效应的迭代算法 （4）考虑凸极效应的牛顿算法 下面介绍考虑凸极效应的直接算法和迭代算法 三、发电机节点的处理和网络接口算法 三、发电机节点的处理和网络接口算法 三、发电机节点的处理和网络接口算法 三、发电机节点的处理和网络接口算法 四、负荷节点处理 在暂态稳定计算中，负荷通常有4种模型，即恒定阻抗的线性负荷模型、计及负荷电压特性的非线性负荷模型、计及感应电动机机械暂态的动态负荷模型和计及感应电动机机电暂态的动态负荷模型。 四、负荷节点处理 负荷采用非线性模型时，根据机网接口的方法，一般有相应的两种处理方法： （1）当机网接口采用迭代解法时，在每一时步计算时，同发电机机端电压预报相似，预报负荷节点电压， 四、负荷节点处理 然后由负荷特性算出相应的负荷有功、无功功率，进而计算负荷注入网络的等值电流，将其代入网络方程中电流矢量相应元，则可求解网络方程，得全网节点电压。若求得的负荷节点电压和预报值一致，则计算结束，否则更新预报值，进行迭代，直到收敛。 四、负荷节点处理 （2）当机网接口用牛顿法时，全网所有线性代数方程联立，建立雅克比矩阵方程，用牛顿法迭代求解，则负荷非线性方程加入一起计算即可。 由于机网接口的直接解法对非线性负荷模型不太适应，采用非线性负荷模型时，一般不应用直接法。 五、网络操作与故障处理 电力系统暂态稳定分析中一个重要的问题时如何处理故障和操作。 在对称故障或操作引起系统拓扑变化时，可直接对系统正序网络的导纳阵作休正。 五、网络操作与故障处理 对于简单的不对称故障，则在形成网络正序、负序、零序导纳阵的基础上，将故障点 abc 三相电压、电流关系转化为该节点处序网电量关系，并据之将序网在该点做相应连接。 六、基于改进欧拉法和迭代解法的暂态稳定分析 六、基于改进欧拉法和迭代解法的暂态稳定分析 七、基于隐式梯形法积分法的暂态稳定分析 　　　隐式梯形法具有Ａ稳定性，对于刚性方程适应性较强，具有二阶精度，三阶截断误差．用牛顿法连里求解系统差分方程和代数方程，可以避免交替求解微分方程和代数方程引起交接误差，也可以避免迭代解法中元件和网络的接口误差．同时牛顿法对