《电力系统动态模拟》课件.ppt

*****************电力系统基础知识回顾1电力系统组成电力系统由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和用户组成，它们之间相互连接，形成一个完整的电力网络。2电力系统运行发电厂将能量转换为电能，输电线路将电能输送到用户，变电站将电压进行调整，配电线路将电能分配给用户。3电力系统控制电力系统需要控制发电、输电、配电等环节，确保电力系统安全、稳定、可靠运行。4电力系统安全安全运行是电力系统的首要任务，包括防止短路、过载、电压波动等故障。电力系统基本概念电力网络电力系统由发电厂、输电线路、变电站和配电网络组成，负责将电力从发电厂传输到用户。发电厂发电厂将各种能源转化为电能，例如火力发电、水力发电、核能发电等。变电站变电站用于改变电压等级，将高压电力转换为低压电力，以满足不同用户的需求。配电网络配电网络将电力从变电站传输到最终用户，例如住宅、工厂和商业场所。电力系统运行状态分类正常运行状态系统运行稳定，满足电力负荷需求，设备运行正常。故障运行状态发生短路、断路或其他故障，系统运行受到影响。紧急运行状态发生严重故障，威胁系统安全，需要紧急处理。停运状态系统完全停止运行，进行检修或维护。电力系统建模原理系统简化对电力系统进行适当的简化，例如忽略一些次要的元件或特性。抽象模型使用数学方程或图表等抽象模型来描述电力系统的行为。模型参数模型参数需要根据实际电力系统的情况进行选择和调整。验证与修正通过实际测量或仿真结果对模型进行验证，并根据需要进行修正。电力系统动态建模方法等值建模将复杂的电力系统简化为等效模型，例如等效电抗、等效阻抗和等效电源等。简化建模忽略一些次要因素，例如线路电容和电力电子设备的细节，简化模型。线性化建模将非线性系统简化为线性模型，以便进行线性分析和计算。状态空间建模使用状态变量和输入变量来描述系统动态特性，建立状态方程和输出方程。线性化电力系统动态模型线性化方法线性化方法是一种将非线性系统近似为线性系统的常用方法。它通过在工作点附近进行泰勒展开，保留一阶项，忽略高阶项，将非线性模型转化为线性模型。在电力系统动态建模中，线性化方法被广泛应用于简化模型分析，降低计算复杂度。线性化模型优势线性化模型具有以下优势：易于分析计算效率高便于控制系统设计线性化模型在电力系统动态分析中发挥着重要作用。电力系统状态方程的建立电力系统状态方程是描述系统动态行为的数学模型。状态方程是由系统微分方程和代数方程组成的，它们反映了系统状态变量随时间的变化规律。1定义系统状态变量选择描述系统状态的关键变量，例如电压、电流、转速等2建立微分方程根据系统物理特性和控制方程，推导出状态变量的微分方程3构建代数方程根据系统的约束条件和控制规律，建立状态变量之间的代数关系电力系统状态量的选取系统状态变量电力系统状态变量是指描述电力系统动态行为的变量。例如，发电机转速、转子角度、励磁电流等。状态量的选择选择状态量要考虑其对系统动态行为的影响程度、可测量性和计算成本等因素。状态量的选择直接影响着动态模型的精度和复杂度。电力系统输入量的确定11.扰动信号扰动信号模拟外部环境对电力系统的干扰，例如负载变化、线路故障或发电机组故障等。22.控制信号控制信号代表着电力系统控制设备的输出，例如自动电压调节器(AVR)、功率系统稳定器(PSS)和励磁系统等。33.初始条件初始条件决定了电力系统在仿真开始时的运行状态，包括电压、电流、频率和功角等。电力系统输出量的定义电力系统输出量电力系统输出量是指电力系统运行过程中输出的物理量。电力系统输出量用于描述系统的运行状态，包括电压、电流、功率等。例如：发电机输出功率、输电线路上的电流。动态模拟在电力系统动态模拟中，输出量是用来评估系统稳定性和性能的重要指标。通过对输出量的分析，可以了解系统在不同扰动下的响应情况，并制定相应的控制策略。重要性电力系统输出量的准确定义是电力系统动态模拟的基础。只有明确定义了输出量，才能进行有效的动态仿真和分析。电力系统稳定性概念平衡电力系统稳定性是指电力系统在受到扰动后，能够恢复到一个新的平衡状态的能力。频率电力系统频率的稳定性是指电力系统在受到扰动后，能够保持系统频率稳定。电压电力系统电压的稳定性是指电力系统在受到扰动后，能够保持系统电压稳定。稳定性电力系统稳定性是保证电力系统安全可靠运行的重要指标。电力系统稳定性分类暂态稳定性系统在受到扰动后，能否恢复到稳定状态，或在有限的时间内不超过允许的范围。频率稳定性指系统在受到扰动后，频率能否在合理