武大电力系统分析第十五章 电力系统运行稳定ppt课件.ppt

《武大电力系统分析第十五章 电力系统运行稳定ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十五章电力系统运行稳定性的基本概念15-1概述稳定运行状态：系统中的同步电机（主要是发电机）都处于同步运行状态。即所有并联运行的同步电机都有相同的电角速度。电力系统稳定性问题：电力系统在运行中受到扰动后能否继续保持系统中同步电机间同步运行的问题。由于稳定性是根据电机转子之间相对位移角的变化来判别是否同步的，所以又称为功角稳定问题。15-2功角的概念功角δ在电力系统稳定研究中占有特殊地位，它除了表示Eq和V之间的相位差外，更重要的是它还表明了各发电机转子之间的相对位置角15-3静态稳定的初步概念什么是“电力系统静态稳定性”：系统在运行

2、中受到微小扰动后，独立地恢复原来的运行状态的能力。简单电力系统静态稳定的判据：15-4暂态稳定的初步概念什么是“电力系统暂态稳定性”：电力系统在正常运行时，受到大的扰动后，能从原来的运行状态不失同步地过渡到新的运行状态，并在新状态下稳定运行。简单电力系统的暂稳判据：第十七章的“等面积定则”15-5负荷稳定的概念什么是“负荷稳定性”：负荷在正常运行中受到扰动后能保持某一恒定转差s继续运行的能力。负荷稳定判据：或15-6电压稳定性的概念[名词解释]电压崩溃现象——负荷功率增加到一定极限时，节点电压将发生不可控制的急剧下降[电压稳定和负荷稳定

3、的关系]如负荷是异步电动机，zLD=R/s，则横坐标轴

4、zs/zLD

5、可按一定比例换成s，这就是为什么这里的P-

6、zs/zLD

7、特性与电动机的Me-s（或Pe-s）特性相同，而且稳定区都在极限功率Pm的左边。由此可看出，电压失稳是负荷失稳的表现形式，原因在于功率失衡。负荷点电压稳定的判据：15-7发电机转子运动方程一、转子运动方程旋转物体（发电机转子）牛顿运动方程：J:转动惯量kg·m·s2A:角加速度rad/s2Ω:机械角速度rad/sΘ:从某一固定参考轴算起的空间角位移radΔMa=MT-Me——净加速转矩（kg·m）将方程中变量由

8、机械运动量改写成电气量如发电机的极对数为p，则电气角θ、电气角速度ω、加速度α与实际空间各对应量的关系θ=pΘω=pΩα=pA参考轴有两种：静止轴ω=0（固定位置）同步旋转轴ω=ωN（固定转速，常用）设发电机i的电角度、电角速度记为：相对于静止轴θiωi相对于同步轴δiΔωi于是有：注意：角加速度与参考轴的选择无关在多机系统中，发电机i、j之间：δij=δi-δj称为相对位置角Δωij=ωi-ωj称为相对角速度而相对于同步参考轴：δi或δj称为“绝对”位置角Δωi或Δωj=ωi-ωj称为“绝对”角速度二、标幺值表示的转

9、子运动方程转子运动方程转成电气方程形式选转矩基准值MB=SB/ΩN，上式两边除以MB得定义为惯性时间常数转子运动方程为这就是转子运动方程的电气标幺值形式量纲：TJ（s）；δ（弧度）；ωN（2πfN）等号右边各量为标幺值，无量纲(15-23)设MB=MN（取本台机的额定值为基准值）由（15-15）式推出：三、惯性时间常数的意义定义为发电机额定转矩对上式两边积分：实际意义：TJN=原动机以额定且恒定的转矩将转子从静止拖动至额定转速所需的时间查手册计算公式：多机系统分析一个发电厂的n台机组合并成一台等值机时，等值惯性时间常数将第i台机在SNi

10、下的值TJNi归算到系统统一SB下的值这样，多机系统中第i台发电机转子运动方程（略去表示标幺值的*号）：第十六章电力系统的电磁功率特性16-1简单电力系统的功率特性已知的初始量:V、PV和QV（或I和）求电磁功率表达式Pe(δ)并解转子运动方程一、隐极发电机的功率特性（因Xd=Xq，有）端口1输入阻抗端口2输入阻抗端口1、2传输阻抗双端口网络端口1、2的功率P、Q表达式分别为（10-25）（10-26）按确定功率极限及其对应的功角：δEqm=90o单机-无穷大系统是两机系统的特例（E1=Eq，E2=V，Z11=Z22=Z12=XdΣ，α

11、11=α22=α12=90o-∠Z=0）电源Eq输送功率（16-2）系统V点接受功率（16-3）二、凸极机的功率特性由等值隐极机相量图采用几何法不难推导出功率特性为：式中Xd∑=Xd+XTL，Xq∑=Xq+XTL功率极限及其对应功角也是用16-2网络接线及参数对功率特性的影响一、串联电阻的影响发电机为无励磁调节的隐极机Z11=Z12=Z22=Z=RΣ+jXdΣ由α=90o-∠Z得α11=α12=α22=α=90o-arctg(XdΣ/RΣ)>0由（10-25）、（10-26）式得出Eq点输送功率V点接受功率串联电阻的影响：功率极限及对应

12、功角（仍由dP/dδ=0定）：δEqm=90o-α电阻损耗：在δ=0o~180o范围内，I随δ增大而增大二、并联电阻的影响Z11=jX1+Rk//jX2Z22=jX2+Rk//jX1仍由（10-25）、（1