电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后各发电机是否能继续保持同步运行的问题。其中短路故障的扰动最为严重，常以此作为检验系统是否具有暂态稳定的条件。当电力系统受到大的扰动时，表征系统运行状态的各种电磁参数都要发生急剧的变化。所以，由大扰动引起的电力系统暂态过程，是一个电磁暂态过程和发电机转子间机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。......
2023-06-15
复杂电力系统暂态稳定计算的原理与特点
【摘要】：判断复杂电力系统的暂态稳定同样需要发电机转子运动方程，计算功角随时间变化的曲线。复杂电力系统暂态稳定的计算，由于计算量很大，现在都采用计算机来完成。求第k个时间段初各发电机的电磁功率解微分方程求时间段末功角的值从以上两种计算方法的计算过程可以看到复杂电力系统暂态稳定计算的几个特点。复杂电力系统暂态稳定计算的过程，是交替地求解网络方程和微分方程的过程。
判断复杂电力系统的暂态稳定同样需要发电机转子运动方程，计算功角随时间变化的曲线。复杂电力系统暂态稳定的计算，由于计算量很大，现在都采用计算机来完成。
每一台发电机的转子运动方程为
式中 PTi——第i号发电机的原动机的功率，它由本台原动机及其调速器特性所决定，基本上与其他发电机无关；
Pei——第i台发电机输出的电磁功率，它由求解全系统的网络方程来确定。
下面介绍最简化的条件下（即不考虑原动机的调节作用；发电机用E′＝常数、负荷用恒定阻抗表示）复杂电力系统暂态稳定计算的特点。
采用改进欧拉法时计算步骤如下：
解网络方程（在最简化的条件下只需直接利用由网络方程导出的电磁功率公式）求第k个时间段初各发电机的电磁功率
解微分方程求时间段末功角的近似值
计算时间段末各发电机电磁功率的近似值
解微分方程求时间段末功角的修正值
对于最简化条件下的计算，采用分段计算法将会大大加快计算速度，其步骤如下。
求第k个时间段初各发电机的电磁功率
解微分方程求时间段末功角的值
从以上两种计算方法的计算过程可以看到复杂电力系统暂态稳定计算的几个特点。
（1）复杂电力系统暂态稳定计算的过程，是交替地求解网络方程和微分方程的过程。
（2）发电机转子运动方程是用每一台发电机的“绝对”角δi和“绝对”角速度Δωi来描述的。在求解网络方程得到发电机的电磁功率之后，求解微分方程时，只考虑与本台发电机组（包括原动机和调速器）的有关特性，计算公式简单。
（3）网络方程与扰动后网络的结构和参数、所有发电机的电磁特性和参数以及负荷的特性和参数有关，它是由全系统的电磁特性所决定的。最简化的情况下，发电机的电磁功率是n－1个相对角δij的函数。
（4）对复杂电力系统不能再用等面积定则来确定极限切除角，而是按给定的故障切除时间tc进行计算，算到t＝tc时刻，以系统再发生一次扰动（操作）来处理，从而算出发电机的摇摆曲线。
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