第三章次同步谐振

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1、North China Electric Power UniversityDepartment of Electrical Engineering 保定保定2011.2-4 目目 录录 一电力系统数学模型及参数一电力系统数学模型及参数二二电力系统小干扰稳定性分析电力系统小干扰稳定性分析五五直接法在暂态稳定分析中的应用直接法在暂态稳定分析中的应用 三电力系统次同步谐振分析三电力系统次同步谐振分析四四电力系统暂态稳定性分析电力系统暂态稳定性分析六六电力系统电压稳定性分析电力系统电压稳定性分析 七七线性最优控制系统线性最优控制系统八八非线性控制系统非线性控制系统九九电力系统电力系统广域广域控制控制第

2、三章第三章 电力系统次同步谐振分析目录电力系统次同步谐振分析目录 一概述一概述二次二次同步谐振的基本概念同步谐振的基本概念五轴系暂态扭矩计算五轴系暂态扭矩计算三简单电力系统的次同步谐振分析三简单电力系统的次同步谐振分析四多机四多机电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析 大型汽轮发电机组转子轴系大型汽轮发电机组转子轴系具有显著的机械弹性，在一定条具有显著的机械弹性，在一定条件下会电气量相互作用自发产生件下会电气量相互作用自发产生振荡振荡 。 这种自发振荡属于微小扰动这种自发振荡属于微小扰动下的不稳定性，因此可以用系统下的不稳定性，因此可以用系统的线性化微分方程进行分析。的线性化微分方程

3、进行分析。一概述一概述 次同步谐振的振荡频率比系次同步谐振的振荡频率比系统低频振荡的频率高的多，故网统低频振荡的频率高的多，故网络元件不能采用准稳态模型，需络元件不能采用准稳态模型，需计及系统的电磁暂态过程。计及系统的电磁暂态过程。一概述一概述 另外，当系统发生不对称短路及另外，当系统发生不对称短路及非同期并列等大扰动的暂态过程中，非同期并列等大扰动的暂态过程中，由于机电相互作用，轴系上可能引起由于机电相互作用，轴系上可能引起很大的远远超过发电机端三相短路时很大的远远超过发电机端三相短路时产生的扭矩，形成暂态扭矩放大现象。产生的扭矩，形成暂态扭矩放大现象。 计算扭矩需要用数字仿真方法，计算扭矩

4、需要用数字仿真方法，同时计及电磁和机电暂态过程。同时计及电磁和机电暂态过程。一概述一概述 次同步谐振在轴系产生的扭次同步谐振在轴系产生的扭矩，严重时会导致大轴出现裂纹矩，严重时会导致大轴出现裂纹甚至断裂，或者造成大轴疲劳积甚至断裂，或者造成大轴疲劳积累，使轴系寿命降低。累，使轴系寿命降低。 因此不仅要计算和分析因此不仅要计算和分析SSR，还要采取监视、保护及抑制措施。还要采取监视、保护及抑制措施。一概述一概述一一.轴系的固有振荡频率和振型轴系的固有振荡频率和振型 轴系的固有振荡频率轴系的固有振荡频率二次二次同步谐振的基本概念同步谐振的基本概念二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念0000

5、000000000000021, 1, 1232312121212212221NNNNNNJNJJKKKKKKKKdtdTTT 02KpTJ二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念Q0112KQTQpJNJdiagKQTQ,211102pNN,2211二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念Niiiq1iqiq二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念tAmsinmtAmmcos令令:二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念dqqduu1,00000qqqdddqqqddduuuuuu二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念0000

6、,dqqduu00ddqqqduuqqddaaauuuuuuu000sincosttttttcossinsinsinsinsincoscoscoscos00ttttttudqdqdqasincossincoscossin0000二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念tAtAummmmdqa1sin121sin12202000qdarctgbucumm1m1二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念m1m1321sin321sin1sintIitIitIimcmbmaRAImdq122020二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念tIitIimqmdcossinm1RtIiiTmmd

7、qmdqdqqde21cos2020202000二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念eTmemmm1二二次同步谐振的基本概念次同步谐振的基本概念m1三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析QSqDfdQaqaqaqSaqaqaqqDadadadfadadaddQSqDfdiiiiiiXXXXXXXXXXXXXXXXXX0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000dqdqQSqDfdQSqDfdQSaDfaqfdppppppiiii

8、iiRRRRRRuuu三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析dqqdqddqeiiiiT00006 , 2, 111,1, 111,1, 1ipKKDDDTpTiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiJi0, 067016701DDKK其中其中三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析34231212111TTTFFTpTTFFTpTFTpTIPLPCOHPIPRHHPCH1LPIPHPFFF三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析pTkpTSMGSR111Ruuqqdduuuuuuu0000qqdduuuuuuu0000三简单

9、三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析fqEffadfquRXERfqEARAuEpTukupT11qLdLqCqqdLqLdCddpiXiXRiuupiXiXRiuu线性化后线性化后，得得:电容器两端电压降与电流的关系为电容器两端电压降与电流的关系为:三简单三简单电力系统的次同步谐振分析电力系统的次同步谐振分析qLdLdLqCqqdLqLqLdCddipXiXiXiRuuipXiXiXiRuu00cCScCcbCSbCbaCSaCaiXuupiXuupiXuup,坐标变换后坐标变换后，得得:qCSdCdSqCqdCSqCqSdCdiXuuuupiXuuuup再线性化再线性化，