电力系统小干扰稳定性分析课件

示；
i 是第 i 台同步机组相对于参考点的电角度；
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
i 是第 i 台同步机组的电角速度，用标么值 表示； PTi 是第 i 台同步机组的机械功率，用标么值 表示； PEi 是第i 台同步机组的电磁功率，用标么值 表示；
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
即使在暂态过程，同步机组的角速度变化 也不大，可以近似地认为转矩的标么值等于 功率的标么值。因此用 PTi 和 PEi 分别代替机械 转矩和电磁转矩。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
3.1.2.
发电机采用
E
'
，x
' d
模型时多机系统状态方程
当发电机采用比例式励磁调节器，按电压偏差调节
励磁电压时，发电机可以近似地用
E'
，x
' d
模型表示。
这种隐极化的发电机模型，可以简化多机系统小干
扰稳定性的分析，计算。
多机系统小干扰稳定性的计算步骤：
⑴ 确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，
.
I
n1
,
.
I
n2
,,
.
I
nm
T
是发电机电势。 。 .
E
.
E
n1 ,
.
E
n2
,,
.
E
nm
T
.
.
.
E ni U i j I i xd'
Ynn 是在式(2-26) Yn 中的发电机节点 i 增加发电机导
纳 YGi ，在负荷节点 j 增加负荷导纳 YLj 后形成的导纳
阵，为 n n 阶；
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
也为0，即负荷节点也成了联络节点。这样，网络
方程的原 n 个节点就都成了联络节点。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
包括发电机电势节点的新的网络矩阵为n m 阶 。新
网络矩阵为： 0 I. m
Ynn Ymn
Ynm Ymm
U.. E
(2-27)
.
式中： 是发电机电势节点注入电流； Im
子上不平衡力矩的出现是由于电磁功率PEi 的 变化引起的。因此需知电磁功率 PEi 的方程。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
在电力系统小干扰稳定性分析时，根据研究的需 要，发电机采用不同精度的模型。对于不同的发 电机模型，电磁功率PEi 的计算有不同的方式。因而 相应的系统状态方程也有所不同。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
⑴同步机组转子运动方程
研究电力系统小干扰稳定性的系统状态
方程必须有能反映同步机组转速和角度的各
同步机组的转子运动方程：
.
i
i
1 0
.
i
1,2,m
(2-23)
式中： i PTi
0
PE2i TfJNi是额定同步电角速度；
TJi 是第 i 台同步机组的惯性时间常数，用秒表
算出系统各节点的电压相量 （换算S~ Gi成 P节Gi 点jQGi注入电流
和U各. i 发电机输出功率
）； .
*
*
I i S Gi U i
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
⑵
根据给定的节点负荷功率
~
S Li
PLi
jQ Li
和对应的节点
电压
.
U
i
，求出代替负荷功率的导纳
YLi
。即用恒定
导纳（阻抗）代替负荷。
动态电力系统分析与 控制
目录
一．电力系统数学模型及参数 二．电力系统小干扰稳定性分析 三．电力系统次同步谐振分析 四．电力系统暂态稳定性分析 五．直接法在暂态稳定分析中的应用 六．电力系统电压稳定性分析 七．线性最优控制系统 八．非线性控制系统 九．电力系统控制
第二章电力系统小干扰稳定性分析目录
一．概述 二．小干扰分析法 三．多机电力系统的静态稳定计算(一) 四．多机电力系统的静态稳定计算(二) 五．低频振荡模式及PSS参数设置
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
3．1．多机系统静态非周期稳定性
3.1.1. 电力系统运动方程及其线性化 电力系统小干扰稳定性分析是研究电力
系统在某个运行工况下受到小干扰后电力系 统能否保持同步运行的问题。根据研究的重 点和深度不同，所涉及的电力系统各部件的 方程也不同。一般有以下方程：
(2-24)式不是状态方程，因为在(2-24)
式中，除了能作为状态变量的 i ，i 及其变
化率外，还有其它中间变量PTi 和PEi 。要把
这些中间变量消除后，相应的方程才能构成
状态方程。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
⑵原动机功率方程 分析电力系统小干扰稳定性时，通常有以
下简化条件： ⑴ 原动机功率（转矩）恒定，即 PTi ； PEi0 ⑵ 用恒定阻抗代替负荷； ⑶ 不计电力网络内的电磁暂态过程。 在这些简化条件下，根据(2-24)式可知：转
在所有发电机节点 i 增加一支路，支路导纳YGi 为发
电机阻抗
jx
' d
的倒数，支路末端是新增的发电机电势
节点 n i 。发电机电势节点n i 的节点注入电流为
原发电机节点 i 的节点注入电流。原发电机节点 i
的节点注入电流现在为0，即节点 i 成了联络节点。
负荷节点用恒定阻抗代替负荷后，其节点注入电流
~
2
YLi S Li Ui
(2-25)
⑶ 修正网络方程。设系统原有 n 个节点，其中有m
个发电机节点，且把发电机节点排在前面。原网
络方程为： . 式(中2-：26) 是网络节点注入电流； I
I.
1
,
.
I
2
,,
.
I
n
T
.
.
I Yn U
.
U
U.
1
.
,U
2
.
,,U
n
T
是
网络节点电压。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
Ynm是原网络中的发电机节点
i
与对应的发电机电势
.
E
i
间的互导纳（ YGi ）组成的导纳阵，为 n m 阶；
Ymn YnTm ；
Ymm 是各发电机电势节点的自导纳（ YGi ）组成的对角
阵，为 m m 阶。
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
⑷ 消去联络节点。
.
.
由(2-27)式，有： Ynn U Ynm E 0
三．多机电力系统的静态稳定计算(一)
将(2-23)式在运行点线性化。令：
， ， ， i i0 i i 1 i PTi PTi 0 PTi PEi PEi0 PEi i 1,2,m
代入(2-23)式，整理得：
.
i i 0
.
i
1,2,m
(2-24)
i PTi PEi TJi
解出：
.
.
U Ynn1Ynm E

(2-28)
将(2-28)式代入(2-27)第二式：I. m
YmnYnn1Ynm
.
E Ymm
.
E
，整
理得： .
.
.
I m Ymm YmnYnn1Ynm E Ym E