电力系统分析:暂态稳定性与提高措施

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"电力系统的暂态稳定性是电力系统分析的重要组成部分,主要探讨在大扰动后,如突然断开线路或发电机失步等情况下,电力系统如何恢复稳定运行的状态。这门课程由南京理工大学自动化学院电气工程系教授,旨在让学生深入理解电力系统的运行特性并掌握相关分析方法。 电力系统的机电暂态过程具有快速变化的特点,涉及发电机转子的物理运动以及电力网络中的电磁能量转换。在分析暂态稳定性时,通常会做出一些简化假设,比如忽略阻尼效应、假定发电机为理想同步电机等,以便于理论研究。 在简单电力系统的暂态稳定分析中,等面积法则和极限切除角是常用的方法。等面积法则通过比较故障后发电机转子角度与系统恢复平衡点间的面积来判断系统是否能够稳定;极限切除角则关注在发生故障时,保护设备切除故障的最大允许角度,超过这个角度可能导致系统失稳。 发电机转子运动方程的数值解法是分析暂态稳定性的关键工具。通过建立数学模型,利用数值积分算法(如龙格-库塔方法)求解转子角度随时间的变化,可以预测系统在扰动后的动态行为。 为了提高电力系统的暂态稳定性,采取一系列措施是必要的,包括但不限于:改善系统结构,增加电气距离;安装动态补偿设备,如 FACTS 设备;采用控制策略,如发电机励磁控制、调速器优化等;以及实施预防性调度和智能保护策略。 《电力系统分析》课程覆盖了电力系统的多个核心领域,包括基本概念、电网等值、潮流计算、运行方式调整、故障分析和稳定性分析。课程内容建立在电路原理、电磁场和电机学等基础知识之上。课程进度合理安排,既有理论教学,也有实践环节,考核方式多样,注重学生的理解和应用能力。学生可以通过课程学习,具备解决实际电力系统问题的能力。"