章 电力系统各元件的特性和数学模型解析.ppt

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1、第二章电力系统各元件的特性和数学模型主要内容:基本概念、基本方法与等值电路引言复功率的定义——思考题有名值、标么制、无功功率2.1发电机组的运行特性和数学模型2.2变压器的参数和数学模型2.3电力线路的参数和数学模型2.4负荷的运行特性和数学模型2.5电力网络的数学模型2021/7/301基本概念与基本方法发电机双绕组变压器三绕组变压器线路负荷运行极限阻抗导纳参数与导线材料和结构的关系负荷特性及负荷曲线变比、线圈阻抗与激磁导纳的物理意义Π型等值参数的物理意义参数计算方法2021/7/302电力元件的等值电路电气结线图等值电路图发电机双变线路三绕组变P

2、+jQVG理变ZTYmZLBL/2BL/2ZT1ZT2ZT3Ym理变12123412355理变13P+jQ4负荷k12:1k：1k13:121Π型等值电路2021/7/303第二章电力系统各元件的特性和数学模型——复功率的思考题根据复功率的定义，如何理解有名制或标么制形式的三相功率与单相功率的关系？如何理解无功功率的正负与电压电流相量的相位关系？Page-152021/7/304引言复功率的定义——有名制S：视在功率，P：有功功率，Q：无功功率U：线电压I：线电流=u-i：功率因数角本书稳态计算的假设条件：（1）三相星形接线（2）三相对称稳态计

3、算采用的电气量：（1）线电压（2）三相功率（3）线电流（4）单相阻抗三相2021/7/305引言复功率的定义——标么制标么制条件下：三相功率等于单相功率;线电压（/电流）等于相电压（/电流）基准条件：标么制条件下，公式成立复功率的定义公式：教材Page-152021/7/306引言复功率的定义——无功功率参考方向：对负荷，吸收为正；对发电机：发出为正负荷以滞后功率因数运行时所吸收的无功功率为正。——感性无功负荷负荷以超前功率因数运行时所吸收的无功功率为负。——容性无功负荷发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为正。——感性无功电源发电机以超前功率

4、因数运行时所发出的无功功率为负。——容性无功电源超前和滞后与电压电流的相位关系？方向2021/7/3072.1发电机组的运行特性和数学模型——思考题发电机组运行的约束条件及其受制因素是什么？Page-18发电机组的额定功率与其最大功率的关系是什么？Page-17-图2－5(b)2021/7/3082.1发电机组的运行特性和数学模型2.1.1发电机稳态运行时的相量图和功角特性2.1.1.1隐极式发电机组的相量图和功角特性2.1.1.2凸极式发电机组的相量图和功角特性（不讲）2.1.2隐极式发电机组的运行限额和数学模型2.1.2.1发电机组的运行限额运行

5、极限图、约束条件、额定功率与最大功率2.1.2.2发电机组的数学模型2.1.3凸极式发电机组的运行限额和数学模型（不讲）2021/7/3092.1.1.1隐极式发电机组的相量图和功角特性——相量图空载电势同步电抗机端电压功率角功率因数角dq功(率)角：定义：机端电压与q轴电势之间的相角差推广：线路两端节点电压的相角差2021/7/30102.1.1.1隐极式发电机组的相量图和功角特性——功角特性功角特性2021/7/30112.1.2.1发电机组的运行限额——发电机组的运行极限图发电机组的运行总受一定条件的限制，如定子绕组温升、励磁绕组温升、原动机功

6、率等的约束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。2021/7/3012QminQmaxPGPGNQGNSGN01B1运行限制：010ABCB1输出容性无功输出感性无功PG2.1.2.1发电机组的运行限额——发电机组的运行约束及其受制因素定子绕组温升约束。定子绕组温升取决于定子绕组电流，也就是取决于发电机的视在功率。励磁绕组温升约束。励碰绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机的空载电势。原动机功率约束。原动机的额定功率往往就等于它所配套的发电机的额定有功功率。其它约束，体现在发电机以超前功率因数运行的场合。如定子端部温升

7、、并列运行稳定性等约束。其中，定子端部的温升约束往往最为苛刻，具体约束条件需试验确定。2021/7/30142.1.2.1发电机组的运行限额——发电机组的额定功率与最大功率发电机只有在额定电压、电流、功率因数下运行时，视在功率才能达额定值，其容量才能最充分地利用；发电机发出的有功功率小于额定值时，它所发出的无功功率允许略大于额定无功功率。发电机的最大有功功率=额定有功功率？发电机的最大无功功率=额定无功功率？发电机的最大视在功率=额定视在功率？发电机的输出功率能否满足负荷的需求？2021/7/30152.1.2.2发电机组的数学模型发电机组的稳态模型

8、：简单（1）发出的有功功率和端电压表示，且发出无功存在上下限约束；恒PV模型（2）发出的有功功率和无功功