4电力系统暂态稳定分析1.pptVIP

时域仿真法分析过程 潮流计算 建立数学模型 确定解算方法 结果分析 小扰动稳定（弱非线性）：采用泰勒级数展开直接线性化方法求解。 大扰动稳定（强非线性）：采用分段线性化方法，如：分段积分法、改进欧拉法、龙格-库塔法等。 稳定分析的数学模型 微分方程的构成： 发电机磁链及电压方程 发电机转子运动方程 励磁系统方程 原动机及调速系统方程 动态负荷模型 代数方程的构成： 网络方程 发电机稳态电压方程 静态负荷模型 稳定分析的数值解法 实际曲线 拟和曲线 直线 实际曲线 小扰动（弱非线性）稳定 直接线性化 大扰动（强非线性）稳定 分段线性化 拟和曲线 折线 拟合曲线 切线 转子运动方程的求解 转子运动方程 故障开始时条件 故障切除时条件 非线性微分方程的求解 数值分析方法 分段法 欧拉法 改进欧拉法 二阶龙格-库塔法 四阶龙格-库塔法 。。。。。。 拉普拉斯变换方法 分段法 Step By Step Method 转子运动方程 微分方程 代数方程 欧拉法 Euler Method 切线 真解 改进欧拉法 Modified Euler Method 对于非线性微分方程 已知初值 选定步长h 计算步骤如下： 二阶龙格-库塔法 Second-order Runge-Kutta Methods 这种方法是在泰勒级数展开时，保留了一次项和二次项 四阶龙格-库塔法 Fourth-order Runge-Kutta Methods 这种方法是在泰勒级数展开时，保留到四次项 数值积分法的收敛性问题 要根据给定的初值通过迭代计算出结果。 显式（explicit）积分法：任何时刻的数值都是从前一时刻的数值计算得来的，包括欧拉法、和R-K法。收敛性易受计算步长和系统时间常数影响。 隐式（implicit）积分法：收敛性好。 隐式梯形积分法Implicit Trapezoidal Integration Methods 暂态稳定的数学模型 G 减速面积 加速面积 等面积定则 Equal Area Criterion 摇摆曲线 Swing Curve 时间（s） 功角（ ） 暂态稳定 暂态不稳定 时域仿真法的主要优点 是目前暂态稳定分析的主流方法； 直观、信息丰富、可获得各种量随时间变化的曲线； 可适应各种元件模型及保护控制模型，可适应各种元件非线性及离散操作、适应有几百台机组、几千条线路、几千个母线的大规模系统； 可采用数值稳定性好，并有良好工程精度的计算方法； 可采用节点编号优化、稀疏矩阵技术、并行计算技术等方法节省计算机的内存和机时； 可作为各种物理问题及控制对策的时域分析和校验手段等等。 时域仿真法的主要缺点 逐步积分速度慢、耗费机时； 可以判断稳定与否，但难以给出稳定裕度，不能定量地描写稳定程度； 是离线分析的主要方法，不能实现在线安全分析； 对于大量输出的信息利用率低、效益差； 对于低频振荡问题的分析，只能给出时域信息，无频域信息，物理透明度差，不利于控制对策的研究等等。 时域仿真法的发展方向 对于如励磁和调速等控制系统，采用用户自定义的模块化子系统模型； 加入电磁暂态模型，适应越来越多的电力电子设备的计算； 研究提高计算速度的硬件和软件方法； 采用数字＋模拟的混合仿真方式； 进行模型参数的实时测定，以提高计算结果的准确度； 改善人机界面，提高数据库的通用性； 加强对输出结果的分析功能； 适应中长期稳定分析； 考虑概率因素的暂态稳定分析； 与直接法结合的新方法； 研究与模式识别法、人工神经网络法等非模型方法的结合。 本次课的思考题 什么是电力系统暂态稳定分析的时域仿真法？ 时域仿真法都有哪些优点和缺点，它的主要发展方向是说明？ 稳定分析的数学模型是什么性质的数学模型？分别包括系统中哪些部分的模型？ 小扰动和大扰动稳定在分析方法上各有哪些特点？ 用时域仿真法进行暂态稳定分析时的主要步骤是什么？ 等面积定则的物理本质是什么？为什么说它是判断暂态稳定的基本准则？ BPA程序的熟悉与使用。 PowerWorld Simulator的熟悉和使用。 QA 电力系统稳定问题 概念： 电力系统能够运行于正常运行条件下的平衡状态，在受到干扰后能够恢复到允许的平衡状态。 传统上稳定是一个维持同步运行的问题。 电压不稳定时，系统可能仍然维持同步。 按失稳方式分类 单调不稳定（Monotonic instability）,或称滑行不稳定、非周期不稳定，主要由于同步力矩不足引起。 振荡不稳定（Oscillatory instability），主要由于阻尼力矩不足引起。 按控制作用分类 自然或固有稳定，指不需要采取自动控制措施即可保持稳定。 条件稳定，指需要采取特定的控制措施来保持稳定。 按时间跨度分类 短期稳定，指在几秒钟内系统的稳定性；