电力系统分析第12章 电力系统稳定性的基本概念课件.ppt

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1、本章提示12.1电力系统静态稳定的基本概念12.2电力系统暂态稳定的基本概念12.3发电机转子运动方程12.4负荷稳定的概念小结第12章电力系统稳定性的基本概念本章提示电力系统静态稳定的概念及实用判据；静态稳定储备系数的定义；电力系统暂态稳定的概念；发电机转子运动方程；静态电压特性及电压稳定的判据；静态频率特性及频率稳定的判据。引言：正同步运行状态：系统中所有并联运行的同步电机都具有相同的电角速度。电力系统的稳定性包括：静态稳定和暂态稳定。电力系统静态稳定：电力系统受到小干扰后，不发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。电力系统暂态稳定：电

2、力系统受到大干扰后，各同步发电机能保持同步运行，并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。简单电力系统12.1电力系统静态稳定的基本概态隐极式发电机降压变压器无限大系统双回输电线路升压变压器该系统等值电路如图(b)所示，其等效电抗为（12.1）12.1电力系统静态稳定的基本概态对于隐极机(uniform-air-gapmachine)，由于:7.4同步电机的稳态运行该系统的功角特性关系为（12.2）该系统的功角特性曲线12.1电力系统静态稳定的基本概态图12.1简单电力系统结线图及功角特性受扰动后功率角随时间变化情况如图。图12.2受扰动后功率角随

3、时间变化情况12.1电力系统静态稳定的基本概态结论：对简单电力系统，当0º<θ<90º，时，电力系统可保持静态稳定运行，在此范围内，>0；而90<θ<180º时，电力系统不能保持静态稳定运行，在此范围内，<0，由此得到电力系统静态稳定的实用判据为>0（12.3）式中S亦称为比整步功率。发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率，称为稳定功率极限（12.4）12.1电力系统静态稳定的基本概态静态稳定储备系数定义为100%（12.5）我国现行的《电力系统安全稳定导则》中规定，电力系统正常运行方式和正常检修运行方式下，K≥16%~20%；在事故后的运行方式和

4、特殊的运行方式时K≥10%。c点是发电机运行稳定与不稳定的临界点，实际运行时，要求发电机运行点与功率极限要有一定的距离，即保持有一定的稳定储备系数，以便系统有能力应付经常出现的一些干扰而不致丧失静态稳定。12.1电力系统静态稳定的基本概态12.2电力系统暂态稳定的基本概念电力系统暂态稳定是研究电力系统受到大的扰动后经过一个暂态过程能否达到新的稳定运行状态或恢复到原来的运行状态的能力。由大扰动引起的电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过程和发电机组转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。12.4负荷稳定的概念负荷稳定性是电力系统中电压或频率微小变化时，负

5、荷和电源的无功功率和有功功率能否保持平衡或恢复平衡。负荷稳定性和发电机组并列运行的稳定性密切相关，负荷稳定性的破坏会引起系统“电压崩溃”或“频率崩溃”，从而引起电力系统的瓦解。1.静态电压特性静态电压特性是指电压缓慢变化进入稳态时系统中无功功率随电压变化的规律。(12.9)图12.3同步发电机的静态特性12.4负荷稳定的概念(1)　电源的静态电压特性1）同步发电机隐极式同步发电机的无功功率功角特性为(12.9)2）调相机将调相机看成是功角为零的发电机，它没有有功的输入和输出，它输出的无功功率为：由上式得随电压U的变化率为：(12.10)(12.11)

6、12.4负荷稳定的概念过励运行时，若Eq>2U，>0，调相机输出的无功功率随端电压的下降而减小。过励运行时，若Eq<2U，<0，调相机输出的无功功率将随端电压的下降而增大。欠励运行时，若Eq0，调相机输入的无功功率将随端电压的下降而减小结论：图12.4调相机的静态电压特性曲线12.4负荷稳定的概念电力系统中的负荷大部分为异步电动机，此外还有同步电动机、电热炉、整流设备、照明等。根据电力系统中综合负荷绘制了静态电压特性曲线。图12.5工业城市综合负荷的静态电压特性曲线(2)　负荷的静态电压特性3)　电容器静态电压特性曲线是一过原点的抛物线。电容

7、器中有功功率损耗近似为零。12.4负荷稳定的概念(3)　电力系统的电压稳定性图12.6电力系统接线变电所的高压母线为一电压中枢点。设此母线上负荷的无功功率静态电压特性曲线如图中曲线QL；该母线上电源的无功功率静态电压特性曲线如图中曲线QG。QG与QL的差值为ΔQ，即ΔQ＝QG－QL。12.4负荷稳定的概念图12.7电压的稳定性12.4负荷稳定的概念在a点，<0，静态是稳定的；在b点，>0，静态是不稳定的。×100%(12.13)正常运行时，K%>10~16%；事故后，K>8%。c点是稳定的临界点，临界点对应的电压称电压稳定极限，又称临界电压，用UCr

8、表示。静态电压稳定的储备系数为电压稳定的判据是：<0经分析得结论：12.4负荷稳定的概念(1)电源的静态频率