第八章 电力系统暂态稳定
第节 暂态稳定概述
暂态稳定分析：宜作线性化干扰分析例短路断线机组切（负荷突增）甩负荷（负荷突减）等
保持暂态稳定：扰动系统达稳态运行
分析暂态稳定时间段：
起始：0~1s保护动装置动作调节系统作明显发电机采
PT 恒定模型
中间：1~5sAVRPT变化明显须计励磁调速系统环节
期：5s~mins 种设备影响显著描述系统方程
书中重点讨起始阶段
基假定：⑴ 网络中ωω0 （网络等值电路稳态分析）
⑵ 计正序基波分量短路障正序增广网络表示
．物理程分析
~
发电机采E’模型
障前：
电源电势节点系统直接电抗
障中
jxΔ
障切：
P
PI
PⅢ
f
e
a
PTP0
k
da
c
b
PⅡ
功角特性曲线：
δh
δm
δ0 δc
δ
● 障发生程：
运行点变化 原 结果
a→b 短路发生 PT>PE 加速ω升δ增
b→c ω升δ增 ω>ω0 动增加
c→e 障切 PTω0 δ继续增
e→f 动释放 减速ωf ω0动释放完毕δm角达
f→k PT结：
① 摇摆角系统衰减振荡停止稳定衡点ｋ系统保持暂态稳定反系统保持暂态稳定
② 暂态稳定分析初始运行方式障点条件障切时间障状态关
③ 电力系统暂态稳定分析计算电力系统障恢复期间发电机组功率角变化情况（δ–ｔ曲线）然根角趋恒定（稳定）数值判断系统否保持稳定求解方法非线性微分方程数值求解
P
二．等面积定
ｄ
a
PTP0
PI
●障中机组输入机械功率>发电机输出电磁功率发电机加速
c
b
PⅡ
δ
δ0 δc
P
积分：
左侧＝转子相运动中动增量
右侧＝剩转矩相位移做功――线方阴影面积――称加速面积
●障切
PⅢ
f
da
PTP0
PⅡ
δc
δ
c
δm
∵ 时 ∴
右侧＝制动转矩相角位移做功
＝线方阴影面积（称减速面积）
● 减速程中转速恢复步转速（加速程中动释放完毕）时δ角达加速面积＝减速面积――等面积定
等面积定应
PI
P
① 三状态暂态稳定分析中确定极限切角
PⅢ
δ角摇摆越δhPT>PEδ角
PⅡ
PTP0
继续扩系统失暂态稳定
δhh
δ0 δcm
c
δ
∴δh允许摇摆角
加速面积允许减速面积相等时
∴
暂态稳定判1：系统保持暂态稳定否保持暂态稳定
②加速面积减速面积应例――单相重合闸作分析
A
B
c
~
A
B
c
~
(2) 单相接
(1) 正常运行
A
B
c
A
B
c
~
~
(4) 重合成功
(3) 选相跳闸
(1) 重合成功
A
B
c
A
B
c
~
~
(6) 非全相运行
(5) 重合失败
重合闸动作分析：
P
P
PI
允许减速面积
PI
允许减速面积
PⅢ
PⅢ
PTP0
PTP0
PⅡ
加速面积
PⅡ
加速面积
δR
δhc
δ0 δc
δ
δ0 δc
δ
δR
(1) 重合成功
(2) 重合失败
暂态稳定判2：实际加速面积<允许减速面积
三．微分方程数值解法（摇摆曲线法）
障中转子运动方程：
初始条件：
障切
初始条件：
已知初始条件进行数值求解非线性
δm
δc
δ0
tc
微分方程组求解转子运动方程摇摆曲线
简单系统δ达δm开始降说明功角特性曲线运行点开始衡点k移动
暂态稳定判3：简单系统中δ达δm开始减系统保持暂态稳定δ>180°系统保持暂态稳定
δt曲线计算方法（微分方程数值解法）
（二）改进欧拉法
四 提高暂态稳定措施
● 缩短电气距离（提高静态稳定措施）
● 减少功率差额：
1．保护装置
① 快速切障减加速面积
② 采动重合闸重合成功增减速面积
2．提高发电机输出电磁功率
① 强励提高端电压增功输出
② 电气制动消耗发电机功功率
3快速关闭汽门
4系统失稳定措施
⑴ 适设置解列点
⑵ 异步运行步
考核求：
1 电力系统暂态稳定物理程
2 等面积定分析电力系统暂态稳定
3 提高暂态稳定措施
例题：
题
简答题
1写出五条提高电力系统暂态稳定运行措施
1）采动重合闸装置2）发电机装设强行励磁装置3）电气制动4）变压器中性点电阻接5）快速切障
12 什电力系统暂态稳定
电力系统瞬态稳定性指电力系统某运行状态受较干扰够渡新运行状态恢复原运行状态力
13试述等面积定基含义
加速期间积蓄动增量全部耗加速面积减速面积相等等面积定
14解释采减少原动机输出功率方法够改善系统暂态稳定性
减少加速面积增减速面积
15．试等面积定分析动重合闸成功时什提高电力系统暂态稳定性？
增减速面积
二计算题
1设已知系统短路前短路时短路切三种情况标幺值表示功角特性曲线：20515输入发电机机械功率1求极限切角
(6分)设已知系统短路前短路时短路切三种情况标幺值表示功角特性曲线： 输入发电机机械功率求极限切角
：
：
G
E′12
T1
j04
P008
T2
j04
Xd′j02
j015
j015
K(3)
3 简单系统参数标值图K点发生三相短路障段时间切障线路求系统保持暂态稳定极限切角
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第节 暂态稳定概述
暂态稳定分析：宜作线性化干扰分析例短路断线机组切（负荷突增）甩负荷（负荷突减）等
保持暂态稳定：扰动系统达稳态运行
分析暂态稳定时间段：
起始：0~1s保护动装置动作调节系统作明显发电机采
PT 恒定模型
中间：1~5sAVRPT变化明显须计励磁调速系统环节
期：5s~mins 种设备影响显著描述系统方程
书中重点讨起始阶段
基假定：⑴ 网络中ωω0 （网络等值电路稳态分析）
⑵ 计正序基波分量短路障正序增广网络表示
．物理程分析
~
发电机采E’模型
障前：
电源电势节点系统直接电抗
障中
jxΔ
障切：
P
PI
PⅢ
f
e
a
PTP0
k
da
c
b
PⅡ
功角特性曲线：
δh
δm
δ0 δc
δ
● 障发生程：
运行点变化 原 结果
a→b 短路发生 PT>PE 加速ω升δ增
b→c ω升δ增 ω>ω0 动增加
c→e 障切 PT
e→f 动释放 减速ωf ω0动释放完毕δm角达
f→k PT
① 摇摆角系统衰减振荡停止稳定衡点ｋ系统保持暂态稳定反系统保持暂态稳定
② 暂态稳定分析初始运行方式障点条件障切时间障状态关
③ 电力系统暂态稳定分析计算电力系统障恢复期间发电机组功率角变化情况（δ–ｔ曲线）然根角趋恒定（稳定）数值判断系统否保持稳定求解方法非线性微分方程数值求解
P
二．等面积定
ｄ
a
PTP0
PI
●障中机组输入机械功率>发电机输出电磁功率发电机加速
c
b
PⅡ
δ
δ0 δc
P
积分：
左侧＝转子相运动中动增量
右侧＝剩转矩相位移做功――线方阴影面积――称加速面积
●障切
PⅢ
f
da
PTP0
PⅡ
δc
δ
c
δm
∵ 时 ∴
右侧＝制动转矩相角位移做功
＝线方阴影面积（称减速面积）
● 减速程中转速恢复步转速（加速程中动释放完毕）时δ角达加速面积＝减速面积――等面积定
等面积定应
PI
P
① 三状态暂态稳定分析中确定极限切角
PⅢ
δ角摇摆越δhPT>PEδ角
PⅡ
PTP0
继续扩系统失暂态稳定
δhh
δ0 δcm
c
δ
∴δh允许摇摆角
加速面积允许减速面积相等时
∴
暂态稳定判1：系统保持暂态稳定否保持暂态稳定
②加速面积减速面积应例――单相重合闸作分析
A
B
c
~
A
B
c
~
(2) 单相接
(1) 正常运行
A
B
c
A
B
c
~
~
(4) 重合成功
(3) 选相跳闸
(1) 重合成功
A
B
c
A
B
c
~
~
(6) 非全相运行
(5) 重合失败
重合闸动作分析：
P
P
PI
允许减速面积
PI
允许减速面积
PⅢ
PⅢ
PTP0
PTP0
PⅡ
加速面积
PⅡ
加速面积
δR
δhc
δ0 δc
δ
δ0 δc
δ
δR
(1) 重合成功
(2) 重合失败
暂态稳定判2：实际加速面积<允许减速面积
三．微分方程数值解法（摇摆曲线法）
障中转子运动方程：
初始条件：
障切
初始条件：
已知初始条件进行数值求解非线性
δm
δc
δ0
tc
微分方程组求解转子运动方程摇摆曲线
简单系统δ达δm开始降说明功角特性曲线运行点开始衡点k移动
暂态稳定判3：简单系统中δ达δm开始减系统保持暂态稳定δ>180°系统保持暂态稳定
δt曲线计算方法（微分方程数值解法）
（二）改进欧拉法
四 提高暂态稳定措施
● 缩短电气距离（提高静态稳定措施）
● 减少功率差额：
1．保护装置
① 快速切障减加速面积
② 采动重合闸重合成功增减速面积
2．提高发电机输出电磁功率
① 强励提高端电压增功输出
② 电气制动消耗发电机功功率
3快速关闭汽门
4系统失稳定措施
⑴ 适设置解列点
⑵ 异步运行步
考核求：
1 电力系统暂态稳定物理程
2 等面积定分析电力系统暂态稳定
3 提高暂态稳定措施
例题：
题
简答题
1写出五条提高电力系统暂态稳定运行措施
1）采动重合闸装置2）发电机装设强行励磁装置3）电气制动4）变压器中性点电阻接5）快速切障
12 什电力系统暂态稳定
电力系统瞬态稳定性指电力系统某运行状态受较干扰够渡新运行状态恢复原运行状态力
13试述等面积定基含义
加速期间积蓄动增量全部耗加速面积减速面积相等等面积定
14解释采减少原动机输出功率方法够改善系统暂态稳定性
减少加速面积增减速面积
15．试等面积定分析动重合闸成功时什提高电力系统暂态稳定性？
增减速面积
二计算题
1设已知系统短路前短路时短路切三种情况标幺值表示功角特性曲线：20515输入发电机机械功率1求极限切角
(6分)设已知系统短路前短路时短路切三种情况标幺值表示功角特性曲线： 输入发电机机械功率求极限切角
：
：
G
E′12
T1
j04
P008
T2
j04
Xd′j02
j015
j015
K(3)
3 简单系统参数标值图K点发生三相短路障段时间切障线路求系统保持暂态稳定极限切角
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