發(fā)電機的搖擺(<5-0曲線是分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和求取故障極限切除時間的重要依據之一。求取搖擺曲線的實質就是解發(fā)電機的轉子運動方程,而改進歐拉法是一種非常適合計算機運算的轉子運動方程求解方法。 2改進歐拉法的原理分析bookmark2計算機所使用的常微分方程初值問題的數(shù)值解法,就是對于一階的微分方程式=不是直接求其解析解,而是從已知的初值開始,離散地逐點求出對應時間一般取成等步長的,即=h\t2-/,=h……當然步長也可以是變化的。當步長選擇的足夠小時,計算結果有足夠的準確度。如果采用的計算方法是由知算丨,然后由X丨算x2,如此遞推地算出各個時間的函數(shù)值,稱為單步法。改進歐拉法就是一種單步歐拉法,它的具忭步驟如下:(假設己知。X,求。v*+,))計算時X,的變化率。v*=)假定在t4/+|區(qū)間內T以變化率L增長,貝11.,+|時。1:的初步估i十值為(3)根據初步估計值;算出時/*+丨時:c的變化率(4)用;+1和的平均值來計算~+|時。t的進一步估計值(5)根據算出時的變化率(6)再利用和L+I(l)的平均值來計算r*+,時x的進一步估計值以此規(guī)律計算直到前后兩次估計值滿足誤差要求為止。 在實際應用中步長的選取要根據計算機的有效位數(shù),運算速度等客觀情況,一般在穩(wěn)定計算中//取0.01s左右。 3用改進歐拉法求取簡單電力系統(tǒng)搖bookmark3對于簡單電力系統(tǒng)中,發(fā)電機轉子運動方程為含有兩個一階微分方程的方程組。只要對K同時進行求解計算即可。發(fā)生短路故障后故障期問發(fā)電機轉子的運動方程為:故障時發(fā)電機的最大功率=. l;5=<50,短路故障切除后的轉子運動方程為故障切除后發(fā)電機的最大功率為:起始條件:/給定的切除時間,A,%為與L時刻對應的J和。用改進歐拉法計算簡單系統(tǒng)搖擺曲線的程序流程圖如。 4J——/曲線在系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析中的應用當對上述方程組(1)求解得到5——/曲線后,就可以由曲線找到與切除極限角相應的極限切除時間。如果己知故障切除時間要判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,則可先從時刻起對方程組(1)求解,到L時刻再對方程組(2)求解得到J——/曲線,然后通過J隨時間f的變化情況判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 一般講,在計算幾秒的過程中如果始終不超過,而且振幅越來越小,或假設系統(tǒng)無阻尼情況下計算得到等幅振蕩的曲線,則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 例如某電力系統(tǒng)(假設無阻尼)穩(wěn)定運=8.收突然短路后,A.w=標幺值)可用上述方法設計程序得到三種不同切除故障時間對應的5-/曲線。部分程序(VB)代碼如下:變量和常量的定義及聲明略,某一時段開始時A出的變化率Q01=V00根據正常運行方式計算初值:判斷此時系統(tǒng)有無擾動,根據擾動情況選擇功率特性曲線(短路時為Pi,切除故后為Pm)打印是否大于i算時用改進歐拉法取系統(tǒng)搖擺曲線程序流程S w的平均變化率Q111 *h本時段末的值作為下一時段計算的初始值W00=W1Q00=Q1由可以直觀的判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性:當故障后0.2s切除故障對應的J迅速增大超過180,系統(tǒng)一定不穩(wěn)定:另外兩條曲線在5s內基本是等幅振蕩,因求解曲線是在假設系統(tǒng)無阻尼的條件下,而實際運行的系統(tǒng)都存在阻尼,所以它們實際曲線振幅會越來越小,系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。