受端系统 1 s 发生三相短路故障并于 0.1 s 后清除,引发直流 1、2 同时发生换相失败,仿真曲线见图 7。
由图 7 可见,直流 1、2 同时发生换相失败后,区域 1、2 短时功率盈余,发电机 1-2 和发电机 2-3的相对功角迅速拉开进入摇摆过程。系统呈现出明显的 2 个稳定模式,区域 1、2 模式(发电机 1-2)的振荡周期约为区域 2、3 模式(发电机 2-3)的 1/2。在区域 1、2 模式的第 1 摆过程中,区域 2、3 模式的相对功角不断增大;在区域 2、3 模式的第 1 摆过程中,区域 1、2 模式的相对功角先增大后减小再增大。
发电机 1、2、3 在表 1 所示的不同转动惯量(惯性时间常数)下,仿真曲线见图 8 所示。
由于功角摇摆过程中联络线功率未达到静稳极限(相对功角未达到 90°),因此功角摆动幅度可以近似反映系统稳定水平。由图 8 可见:1)M1越大,区域 1、2 模式和区域 2、3 模式的稳定水平越高;2)M2越大,区域 1、2 模式的稳定水平越低,但区域 2、3 模式的稳定水平越高;3)M3越大,区域 1、2 模式和区域 2、3 模式的稳定水平越低。由此可见,M1和 M3与系统稳定水平分别呈正比和反比的关系,但是 M2 与系统稳定水平的关系不是单调的,无法直接判断。