第18章 电力系统静态稳定性(1).ppt

运动稳定性的基本概念和小扰动法原理Lyapunov运动稳定性的定义非线性系统的线性近似稳定判断法简单电力系统的静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响考虑自动励磁调节器的系统线性化状态方程自动励磁调节器对静态稳定性的影响电力系统静态稳定性与简化计算中的发电机模型处理电力系统静态稳定实际分析计算的概念,CH18电力系统静态稳定性,电力系统静态稳定性运动稳定性的基本概念和小扰动法原理,,未受扰运动与受扰运动动力学系统常用一组微分方程表示给定不同初值，求解微分方程，可得到不同的运动形式,平衡点稳定性问题,未受扰运动,受扰运动,未受扰运动,受扰运动,平衡点2,平衡点1,,未受扰运动的稳定性，必须通过受扰运动的性质来判断,电力系统静态稳定性运动稳定性的基本概念和小扰动法原理,,Lyapunov运动稳定性定义,设有动力学系统及其平衡点,定义以平衡点为圆心的球域,Lyapunov平衡点稳定性任意给定球域Sε，一定存在域S[ηε,t0]，从Sη域中任一点X0出发，Xt不会超出Sε，平衡点稳定；否则，平衡点不稳定；如果平衡点稳定，且ηε,t0与初始时刻t0无关，称平衡点具有一致稳定性；,Lyapunov渐近稳定性平衡点具有Lyapunov稳定性，且Xt最终收敛于平衡点；,电力系统静态稳定性运动稳定性的基本概念和小扰动法原理,,非线性系统的线性近似稳定性判断法,Lyapunov稳定性判断原则若线性化方程A矩阵的所有特征值的实部均为负值，线性化方程的解是稳定的，非线性系统也是稳定的；若线性化方程A矩阵至少有一个实部为正的特征值，线性化方程的解是不稳定的，非线性系统也是不稳定的；若线性化方程A矩阵有实部为零的特征根，则非线性系统的稳定性要计及非线性部分RΔX,非线性系统的稳定性，扰动很小时，可转化为线性系统来研究；称小扰动法或小干扰法,电力系统静态稳定性运动稳定性的基本概念和小扰动法原理,,小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤,列写电力系统各元件的微分方程以及联系各元件间关系的代数方程（网络方程）；分别对微分方程和代数方程线性化；消去方程中的非状态变量，求出线性化小扰动状态方程及矩阵A；计算给定运行状态的初始值，确定A矩阵各元素的值；确定A矩阵的特征值实部符号，计算特征值，或者采用间接判别法如劳斯法、胡尔维茨法,小扰动法，不需求解扰动方程，因此静态稳定分析不需注意随机扰动的形式和初值；性质上区别于暂态稳定。,电力系统静态稳定性简单电力系统的静态稳定性,,不计发电机阻尼的情况,电力系统静态稳定性简单电力系统的静态稳定性,,不计发电机阻尼的情况,若δ00，具有纯虚数特征根，系统受扰后功角在初始功角附近作等幅振荡；若δ090，SEq0，具有正实数特征根，系统受扰后功角单调增加，非周期单调失稳；,电力系统静态稳定性简单电力系统的静态稳定性,,计及发电机阻尼的情况,,,电力系统静态稳定性简单电力系统的静态稳定性,,计及发电机阻尼的情况,,,电力系统静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响,,按电压偏差调节的比例式励磁调节器,,电力系统静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响,,计及比例式励磁调节器的系统线性化状态方程,电力系统静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响,,稳定判据及分析,胡尔维茨判别法系数矩阵A所有特征值实部为负的条件特征方程式所有系数大于零；胡尔维茨行列式及其主子式的值均大于零,电力系统静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响,,稳定判据及分析,采用比例励磁调节器，综合放大系数必须大于某一最小值，否则系统非周期单调失稳，a40，有正实数特征根；,发电机功角可超过90运行，但是稳定极限功角略小于；发电机可近似采用模型；,较易满足,电力系统静态稳定性自动励磁调节器对静态稳定的影响,,稳定判据及分析,采用比例励磁调节器，综合放大系数必须小于某一最大值，即KV10,静态稳定极限的计算根据发电机励磁特性，确定发电机计算条件，即选用何种电势为恒定的模型；根据给定运行方式，进行潮流计算，求发电机电势及功率PG0计算发电机功率特性和功率极限用功率极限代替稳定极限计算Ksmp,多机系统静稳储备系数的计算多机系统发电机功率特性为多变量函数，理论上无法求出功率极限；简化为两机系统，计算功率极限；角度恒定法除被研究发电机外，其他机组功角相同视为等值发电机；中间发电机有功功率恒定法除被研究发电机和另一个指定发电机外，假定其余发电机输出有功功率恒定；连续潮流法,本章小结,,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,理解静态稳定分析与暂态稳定分析在方法上的区别；小干扰法的基本原理和步骤；简单电力系统的小扰动方程推导过程，包括考虑自动励磁调节的简单系统线性化方程；励磁调节控制特性与发电机电磁功率计算模型的关系；稳定功率极限与功率极限的概念及其差异；自动励磁调节器对系统静态稳定性的影响；比例式调节器综合放大系数的取值及其影响；静态稳定储备系数的计算方法,习题,,,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Ex18-1，18-5,曙光在前,,Tobecontinued,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,,