复杂电力系统暂态稳定分析

复杂电力系统中任意一台发电机输出的电磁功率，是该发电机电动势相量相对其他发电机电动势相量的相角差(δi－δj)的函数。若得到大扰动后各台发电机转子之间相对功角随时间变化的曲线，可根据任意两台发电机之间的相对角(δi－δj)随时间的变化来判断暂态稳定性。当相对角(δi－δj)随时间不断增大且超过180°时，可判断该系统不能保持暂态稳定。

图7-21(a)为三台发电机系统的电动势相量图。当电力系统正常稳定运行时，各电动势相量与参考坐标之间的角度分别为δ1、δ2和δ3。当发生大扰动后，系统中各台发电机输出的电磁功率将发生改变，当发电机输出的电磁功率小于原动机的机械功率时，发电机转子便加速，而当发电机输出的电磁功率大于原动机的机械功率时，发电机转子便减速。因此，各台发电机的功角也随之变化，不能像简单电力系统那样，仅根据功角δ1、δ2和δ3随时间变化的曲线判断系统的暂态稳定性。例如，在发生大扰动后，δ1、δ2、δ3都随时间增加，如图7-21(b)所示，有的可能大于简单电力系统中的稳定极限，但三台发电机的功角差δ12、δ23和δ13并没有随时间的增大而越过180°，而是经过一段时间摇摆后，在新的数值上稳定下来，所以说此系统仍是暂态稳定的。而图7-21(c)中1＃发电厂发电机电动势与2＃、3＃两个电厂中发电机电动势的功角差δ12和δ13随时间不断增大，这说明1＃发电厂与其他两个发电厂失去了同步，而2＃与3＃发电厂间发电机电动势功角差δ23并没有无限地增大，所以，2＃和3＃发电厂之间保持了同步。然而从整个系统来说，还是暂态不稳定的。

图7-21　复杂电力系统稳定分析图(www.xing528.com)

(a)电动势相量图；(b)“绝对”与“相对”相角的变化；(c)发电机与2、3直接失去同步