电力系统分析10+电力系统的静态稳定性课件.ppt

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1、第十章电力系统的静态稳定性第一节　电力系统静态稳定性的基本概念第二节小扰动法的基本原理和在分析电力系统静态稳定性中的应用第三节　调节励磁对电力系统静态稳定性的影响第四节　电力系统电压、频率及负荷的稳定性第五节　保证和提高电力系统静态稳定性的措施静态稳定性：正常运行的电力系统承受微小的、瞬时出现又立即消失的扰动后，恢复到它原有运行状况的能力。因此，任意描述电力系统运行状态的非线性方程式，都可以在原始运行点附近线性化。电力系统静态稳定性涉及的数学问题—解线性化了的机电暂态过程方程式。第一节电力系统静态稳定性的基本概念一、电力系统静态稳定的定性分析简单电力系统：该系统的等

2、值网络:其功－角特性关系为(10-1)P090180（º）c功－角特性曲线，如下图所示。下面分析在a、b两点运行时受到微小扰动后的情况１.静态稳定的分析扰动使，，如图10-2(a)中实线所示如图10-2(a)中虚线所示2.静态不稳定的分析扰动使，如图10-2(b)中实线所示，如图10-2(b)中虚线所示a’°°a’’at=0t(a)°°t=0t(b)图10-2功率角的变化过程(a)在a点运行;(b)在b点运行二、电力系统静态稳定的实用判据称整步功率系数,如下图所示。180900（º）根据可以判断同步发电机并列运行的静态稳定性。三、静态稳定的储备静态稳定储备系数正常运

3、行时，为15％～20％；事故后不应小于10％。第二节小扰动法的基本原理和在分析电力系统静态稳定性中的应用一、小扰动法的基本原理李雅普诺夫运动稳定性理论：任何一个系统，可以用下列参数的函数表示时，当因某种微小的扰动使其参数发生了变化，其函数变为若其所有参数的微小增量能趋近于零（当微小扰动消失后），即则认为该系统是稳定的。同步发电机组受小扰动运动的二阶线性微分方程式：二、用小扰动法分析简单电力系统的静态稳定性1.系统的线性微分方程式上式也称微振荡方程式。又可写成其特征方程式为解为与之对应的同步发电机组线性微分方程式的解为(10-12)2、判断系统的静态稳定性利用式(1

4、0-12)来判断简单电力系统的静态稳定性。(1)非周期失去静态稳定性。当时，特征方程式有正负实根，此时随增大而增大，关系曲线如图10-3(a)所示。(2)周期性等幅振荡。在时，特证方程式只有共轭是一种静态稳定的临界状态，如图10-3(b)所示。(3)负阻尼的增幅振荡。当发电机具有阻尼时，特征方程式的根是实部为正值的共轭复根，周期性地失去静态稳定(4)正阻尼的减幅振荡。当系统具有正阻尼时，性，如图10-3(c)特征方程式的根是实部为负值的共轭复根，周期性地保持静态稳定性，如图10-3(d)(a)t00t(b)0t(d)0t(c)图10-3电力系统静态稳定性的判定(a)

5、非周期性关系；(b)等幅振荡；(c)增幅振荡；(d)减幅振荡三、小扰动法理论的实质小扰动法是根据受扰动运动的线性化微分方程式组的特征方程式的根，来判断未受扰动的运动是否稳定的方法。如果特征方程式的根都位于复数平面上虚轴的左侧，未受扰动的运动是稳定运动；反之，只要有一个根位于虚轴的右侧，未受扰动的运动就是不稳定运动。第三节　调节励磁对电力系统静态稳定性的影响一、不连续调节励磁对静态稳定性的影响手动调节或机械调节器的励磁调节过程是不连续的，如图10-5所示。ABCDEFG（º）9018001203060150P定值定值qE=GUqEGU图10-5不连续调节励磁(a)(b

6、)(a)功-角特性曲线；(b)发电机端电压和空载电动势的变化qE运行点的转移，发电机端电压和空载电动势的变化将分别如图10-5(a)、(b)中的折线二、对电力系统静态稳定性的简单综述（1）励磁不调节。如图10-8中a点图10-8调节励磁对静态稳定的影响0acbde定值定值定值f（2）励磁不连续调节。如图10-8中b点。（3）励磁按某一个变量偏移调节。如图10-8中c点。（4）励磁按变量偏移复合调节。如图10-8中d点。（5）励磁按变量导数调节。如图10-8中e点。（6）励磁按变量导数调节，但不限发电机端电压。如图10-8中f点。综上所述，自动调节励磁装置可以等效地减

7、少发电机的电抗。当无调节励磁时，对于隐极式同步发电机的空载电动势常数，其等值电抗为。当按变量的偏移调节励磁时，可使发电机的暂态电动势常数，其等值电抗为。如按导数调节励磁时，且可维持发电机端电压常数，则发电机的等值电抗变为零。如最后可调至f点电压为常数，此时相当于发电机的等值电抗为负值。如果f为变压器高压母线上一点，则此时相当于把发电机和变压器的电抗都调为零。第四节电力系统电压、频率及负荷的稳定性一、电力系统电压的静态稳定性1、电源的静态电压特性(1)同步发电机的静态电压特性。P0ABC90180（º）图10-9发电机端电压下降时功率角的增大曲线A:、；曲线B:、