第6章 电力系统稳态与暂态仿真
电力系统分析第6章
即：
I a ,b ,c = P −1 ⋅ I d ,q ,o
α是d轴领先 相磁轴间的角度 是 轴领先 轴领先a相磁轴间的角度
第六章 同步电机的数学模型
ia，ib，ic三相不平衡时，每相中都含有相同的零轴电 三相不平衡时， 三相零轴电流大小一样，空间互差120°，其在气 流i0。三相零轴电流大小一样，空间互差 ° 隙中的合成磁势为零，只产生与定子绕组相交链的磁通， 隙中的合成磁势为零，只产生与定子绕组相交链的磁通， 不产生与转子绕组交链的磁通。 不产生与转子绕组交链的磁通。 a,b,c系统中的直流分量和倍频交流分量对应于 系统中的直流分量和倍频交流分量对应于d,q,0 系统中的直流分量和倍频交流分量对应于 系统的基频分量， 系统的基频分量， a,b,c系统中的基频交流分量对应于 系统中的基频交流分量对应于 d,q,0系统的直流分量。 系统的直流分量。 系统的直流分量 派克变换不仅可用于电流，也可用于电压和磁链。 派克变换不仅可用于电流，也可用于电压和磁链。
第六章 同步电机的数学模型
ψ L a aa ψ b M ba ψ M c ca ψ f = M fa ψ D M Da ψ M ga g ψ Q M Qa
M ab Lbb M cb M fb M Db M gb M Qb
第六章 同步电机的数学模型
派克变换的物理意义
• 在任一时刻，三相绕组a、b、c流过电流 a、 ib 、ic在气 在任一时刻，三相绕组 、 、 流过电流i 流过电流 隙中所产生的合成磁动势分布，可以用等值绕组 、 中 隙中所产生的合成磁动势分布，可以用等值绕组d、q中 流过的电流i 所产生的合成磁动势分布来代替。 流过的电流 d 、iq所产生的合成磁动势分布来代替。 • d、q绕组磁轴分别为转子的 轴和 轴，并且随转子一起 、 绕组磁轴分别为转子的 轴和q轴 绕组磁轴分别为转子的d轴和 旋转，其匝数为相绕组的 倍 其电流满足下式： 旋转，其匝数为相绕组的3/2倍，其电流满足下式：
电力系统稳态分析第六章new
35kV及以下系统，②可以忽略不计,线路消耗无功功率；
110kV及以上系统，轻(空)载时，① ②都不能忽略，此 时②大于①，输电线路成为无功电源；
传输功率较大时，①大于②，线路要消耗无功功率。 8
二、无功功率电源
1、发电机 ➢发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。
定子温升、 并列运行稳
TSC--TCR
基本少要等求于：负系荷电无统所源功中需提功和的的供率的之无无功功电功无荷功之源率负和可和以网发络网损出络耗中无之的的功和无无功功功损无备功用率耗应。该大于或至
Q GC Q LD Q LQ res
Qres 0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；
Qres 0 表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。
无功功率平衡计算的前提是系统的电压水平正常。
无功备用容量一般为无功负荷的 7%~15%。
当系统无功电源充足时 ，可以维持系统在较高 的电压水平下运行。
发电机无功
无功电源不足时，应增设无功补偿 装置，并尽可能装在负荷中心，做 到无功功率的就地平衡，以减少无 功功率在网络中的传输引起的网络 功率损耗和电压损耗。
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缺点： 旋转机械，运行维护比较复杂； 有功功率损耗较大，满负荷时约为额定容量的(1.5~5)%， 容量越小，百分值越大； 小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步调 相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。 同步调相机常安装在枢纽变电所 。
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3. 电容器
• 按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它供给的
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高次谐波调 谐电感，与 C串联 滤波
自饱和电抗器静止补偿器SR
固定连接电容器加可控硅控制电抗器 FC--TCR
电力系统仿真及其稳态分析
电力系统仿真及其稳态分析第一章：引言随着电力工业的发展，当今电力系统已经成为一种复杂且大规模的系统，其中不乏各种电力设备和控制装置。
这些设备和装置之间的相互作用是一个相当复杂的交互过程，因此在实际运行中不可避免地涉及到了各种各样的问题。
解决这些问题，传统的试错法已经不再适用了，因为它们效率低下且需要花费相当的时间和成本。
在此基础上，电力系统仿真技术的应用越来越受到电力工业的广泛关注。
本研究将介绍电力系统仿真及其稳态分析方面的最新进展。
第二章：电力系统仿真的概述电力系统仿真是指将电力系统的信息和数据输入计算机，通过建立电力系统的模型，进行分析、计算、模拟操作和评估电力系统的性能，得到相应的仿真结果。
电力系统仿真技术可以用于评估电力系统的可靠性、有效性和经济性，同时可以在预测电力系统的性能、优化电力系统的设计和运行过程中提供有效的参考。
电力系统仿真可以从以下几个方面来进行分类：1. 基于时域仿真的电力系统仿真时域仿真是指按照一定的时间序列，采用数值解法计算系统在每一时刻的电气状态和运行情况，是电力系统仿真的最基础和最常用的方法。
时域仿真包括传统电力系统稳态计算、暂态分析、电力质量分析、稳定性分析、动态分析等。
2. 基于频域仿真的电力系统仿真频域仿真是指将电力信号转化为频域信号，然后采用频域分析方法来研究电力系统的性能，主要用于分析电力系统的干扰和谐波问题。
3. 基于混合仿真的电力系统仿真混合仿真是指将时域仿真和频域仿真结合起来，采用相应的算法分析电力系统的多种问题，如短路分析和电气气体放电分析。
4. 基于物理仿真的电力系统仿真物理仿真是指基于物理方程，建立电力系统的三维几何模型，然后进行物理仿真。
物理仿真可以用于评估电气设备的结构和性能，和防止电气设备的损坏和失效。
第三章：电力系统稳态分析的概述电力系统稳态分析是指为研究电力系统稳定运行所进行的分析，包括对电力系统各项参数和各种现象的计算和分析。
电力系统的稳态分析主要可分为三个方面：1. 电力系统的电压稳态分析电压稳态是电力系统稳定运行的基本条件，电力系统电压稳态分析是指对电力系统中各个节点的电压波形、相位、幅值等特性进行分析，以保证电力系统的正常运行。
6章 电路中的暂态过程
R2
iL(0+ )
(b) t = 0+等效电路
(2) 由t=0+电路，求其余各电流、电压的初始值 uC (0 ) 0, 换路瞬间，电容元件可视为短路。
L (0 ) 0, 换路瞬间，电感元件可视为开路。 U C (0 ) 1 (0 ) (C (0 ) 0) iC 、uL 产生突变 R uL (0 ) u1 (0 ) U (uL (0 ) 0)
R1 + uC 4 _ C
+ uL L _
解： 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) (1) 换路前电路已处于稳态：电容元件视为开路； 由t = 0-电路可求得： 电感元件视为短路。 R1 U 4 U i L (0 ) 1A R1 R3 R R1 R3 4 4 2 4 4 44 R1 R3
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电工技术
6.2 储能元件和换路定则
1. 储能元件
例：
+ S
i R1
R2 R3 O
I
U
-
t
图(a)： 合S前：
(a)
i 0 ； u R1 u R 2 u R3 0
合S后： 电流 i 随电压 u 比例变化。 所以电阻电路不存在暂态过程 (R为耗能元件)。
t
0
uidt Ri 2dt 0
0
t
表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。
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电工技术
6.1.2 电感元件
描述线圈通有电流时产生磁场、 储存磁场能量的性质。
i +
u
1. 物理意义 电流通过一匝线圈产生 电流通过N匝线圈产生
电力系统的稳态与暂态分析
电力系统的稳态与暂态分析电力系统是现代工业社会中不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定可靠的电力供应。
而电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要领域，它涉及到电力系统的设计、运行和维护等方面。
稳态分析是指在电力系统运行过程中，各个电气设备的电压、电流、功率等参数的稳定状态。
在稳态分析中，我们主要关注电力系统的功率平衡、电压稳定和潮流分布等问题。
通过对电力系统各个元件的参数进行计算和模拟，可以评估系统的稳定性，确保系统在正常运行范围内。
在电力系统的稳态分析中，我们需要考虑电力负荷的变化、电源的接入和退出等因素。
通过建立电力系统的等效电路模型，我们可以利用电路分析的方法来计算电力系统中各个节点的电压和电流。
同时，我们还可以通过潮流计算来确定电力系统中各个元件的功率流向，以及评估系统的输电能力。
暂态分析是指在电力系统发生故障或突发事件时，各个电气设备的电压、电流、功率等参数的瞬时变化过程。
在暂态分析中，我们主要关注电力系统的稳定性和可靠性，以及对系统中各个元件的保护和控制。
在电力系统的暂态分析中，我们需要考虑电力系统中的瞬态过程，如短路故障、开关操作和电力负荷的突变等。
通过建立电力系统的动态模型，我们可以利用差分方程和微分方程来描述系统的瞬态响应。
同时，我们还可以通过暂态稳定分析来评估系统在故障情况下的稳定性，以及设计和选择合适的保护装置和控制策略。
电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要研究领域，它不仅关乎电力系统的可靠性和稳定性，还关系到电力系统的经济性和安全性。
通过对电力系统的稳态与暂态分析，我们可以优化系统的设计和运行，提高系统的效率和可靠性。
总之，电力系统的稳态与暂态分析是电气工程中的重要内容，它涉及到电力系统的设计、运行和维护等方面。
通过对电力系统的稳态与暂态分析，我们可以评估系统的稳定性和可靠性，确保系统在正常运行范围内，并设计和选择合适的保护装置和控制策略。
这对于保障电力系统的安全和可靠运行具有重要意义。
电力系统稳定第四版答案 方万良第六章
电力系统稳定第四版答案方万良第六章
一、单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路这几种短路类型中，哪种短路对电力系统的暂态稳定性影响最大？为什么？
答：三相短路的暂态稳定极限随时间降低的最快，干扰越大时间越久，暂态稳定极限越低，系统暂态稳定性越低
二、发电机采用模型3时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？
⑴确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率
⑵根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳
⑶列出线性化方程式
⑷列出网络方程式
⑸坐标变换
⑹修正网络方程式
⑺初值计算
⑻系统状态方程
三、发电机采用模型时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？
⑴确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率。
⑵根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳。
⑶修正网络方程
⑷消去联络节点
⑸发电机电磁功率表达式
⑹系统状态方程
⑺系统线性化状态。
电力系统的稳态与暂态分析模型研究
电力系统的稳态与暂态分析模型研究一、简介电力系统是现代社会生产、生活中必不可少的一项基础设施，其稳态和暂态特性的分析对于保障电网的安全运行具有重要的意义。
电力系统稳态和暂态分析模型是电力系统分析的基本方法之一，也是制定电力系统的运行控制策略的重要理论依据。
此文章将从电力系统稳态和暂态分析模型研究出发，详细探讨电力系统工程中的相关问题。
二、电力系统稳态分析模型研究1. 稳态分析的基本方法电力系统稳态分析是一个复杂的问题，需要涉及到电力系统电路分析、电气磁力场分析、电力负载计算、电磁转换器及发电机的特性分析等多个方面。
稳态分析的基本方法是根据电力系统电气网络拓扑结构、设备特性以及电源等参数，建立电力系统的等效电路模型，然后基于矩阵分析方法，建立电力系统的节点电压和电流方程组，进而推导出电力系统的稳态特性。
2. 稳态分析模型的应用电力系统的稳态分析模型可以用于估算电力系统负荷传输能力、发电机发电能力以及输电线路的传输能力等，为电力系统的运行管理、规划和设计提供科学依据。
稳态分析模型也可以应用于电力市场交易、配电系统协调控制、场站自动化等方面。
三、电力系统暂态分析模型研究1. 暂态分析的基本方法电力系统暂态分析是指电力系统在瞬间突发的故障情况下，对电力系统的暂态特性进行分析。
暂态分析的基本方法是根据电力系统的电气拓扑结构、设备特性以及电源等参数，建立电力系统的暂态模型，然后基于瞬态分析方法，模拟瞬态过程中的电气参数变化规律，得到电力系统的暂态特性。
2. 暂态分析模型的应用电力系统暂态分析模型可以用于分析电力系统在突发故障情况下的暂态响应情况，为电力系统故障检测和故障恢复提供科学依据。
暂态分析模型也可以应用于瞬态稳定分析、交流/直流短路分析、过电压分析等方面。
四、电力系统稳态与暂态分析模型的发展趋势1. 直接矩阵法与迭代法的结合电力系统的稳态和暂态分析是一个非线性和复杂的问题，传统的方法基于矩阵法和迭代法，计算量大、计算速度慢，限制了稳态与暂态分析模型的应用。
模拟电路第六章 电路的暂态过程
换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况， 换路定律描述了换路的瞬间前后电路的储能情况，电路 换路以后瞬间的工作状态完全可由换路后的激励条件与 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定t 储能状态确定。现在我们来讨论如何确定 = t0+时电路 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 各部分的电压与电流的值，即暂态过程的初始值。 确定换路瞬间电路的储能状态
iL (0+ ) = iL (0− ) = 5mA
iR (0+ ) = 0A iC (0+ ) ×1kΩ+ uC (0+ ) = 0V uC (0+ ) + = −10mA iC (0 ) = − 1kΩ 1kΩ iL (0+ ) × 2kΩ+ uL (0+ ) = 0V
uL (0+ ) = −2kΩ×iL (0+ ) = −2kΩ×5mA = −10V
高等学校电子教案: 高等学校电子教案:电路与模拟电子技术
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6.2~3 一阶电路的暂态过程（续3） 一阶电路的暂态过程
第 六 章 电 路 的 暂 态 过 程
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零输入响应和零状态响应
电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路， 电路的工作需要能量维持，对于含有储能元件的电路，能 量来源有两个：电路中的激励电源、储能元件中的初始储能。 量来源有两个 ： 电路中的激励电源 、 储能元件中的初始储能 。 根据叠加原理， 根据叠加原理，含储能元件线性电路的响应可分成两个部 分：仅由电路中的激励电源产生的响应、仅由储能元件中的初 仅由电路中的激励电源产生的响应、 始储能产生的响应。 始储能产生的响应。 零输入响应：电路中无独立激励电源， 零输入响应：电路中无独立激励电源，仅由电路中储能元件 的初始储能维持的响应。常用下标 表示 表示， 的初始储能维持的响应。常用下标zi表示，如uzi 零状态响应：电路中储能元件无初始储能， 零状态响应：电路中储能元件无初始储能，仅由激励电源维 持的响应。常用下标 表示 表示， 持的响应。常用下标zs表示，如uzs