最新电力系统运行的稳定性分析PPT课件.ppt

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1、电力系统运行的稳定性分析第一节概述一、基本概念：1.稳定：是指电力系统经受扰动后能继续保持向负荷正常供电的状，即具有承受扰动的能力，稳定总是与干扰相联系的2.电力系统稳定性:就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳态运行状态的问题，如果能够，则认为系统在该正常运行状态下是稳定的,反之，若系统不能回到原来的运行状态或者不能建立一个新的稳态运行状态，则说明系统的状态变量没有一个稳态值，而是随时间不断增大或振荡，系统是不稳定的。。第一节概述

2、一、基本概念：3.功角：表示发电机转子轴线子之间的夹角，又表示各发电机电势间的夹角。传输功率的大小与相位角δ密切相关，称δ为“功角”或“功率角”。~U=常数IUqÈqωδ三、功角稳定分类（干扰大小，便于分析）：(2)暂态稳定——电力系统在某个运行状态下，突然受到较大的干扰后，能够过渡到一个新的稳定运行状态或者回到原来运行状态的能力。如果电力系统在某一运行方式下受到某种形式的大扰动，经过一个机电暂态过程后能够恢复到原始的稳态运行方式或过渡到一个新的稳态运行方式，则认为系统在这种情况下是暂态稳定的。大

3、干扰：系统的状态方程不能线形化三。稳定研究方法：1、静态稳定分析方法：微分方程线性化（小干扰法）通常可以采用在运行点处线性化后的系统模型进行特征根分析来判别系统的静态稳定性。2、暂态稳定分析方法：非线性微分方程数值解法（时域法）等面积定则（仅适合单机无穷大系统）一般采用的是对全系统非线性状态方程的数值积分法进行对系统动态过程的时域仿真，通过对计算得到的系统运行参数(如转子角)的动态过程的分析判别系统的暂态稳定性。第二节同步发电机组的转子运动方程和功角特性研究稳定，实际上是分析电力系统受扰动后发电机

4、之间相对运动的特性，发电机的相对运动可由功角d随时间的变化来描述。即：发电机摇摆曲线：为了得到，必须首先建立：发电机转子运动方程和功角特性的表达式一．转子运动方程J：转动惯量；α：角加速度；(rad/s2)Ω：机械角速度；(rad/s）△M：不平衡转矩MT—ME额定转速下的转子动能采用标么制，设转矩基准值为当转速用标么值表示时，上式可写成令---惯性时间常数，于是得到：则转子的运动方程可写为：惯性时间常数的意义当发电机空载时，如原动机将一个数值等于MT的恒定转矩（MT*＝1）加到转子上，则转子从静

5、止状态启动到额定值时所需的时间。将机械角速度Ω转换成电气角速度ω，方程式初看似乎简单，但它的右函数，即不平衡转矩(或功率)却是很复杂的非线性函数。右函数的第一项是发电机的原动机功率，它主要取决于本台发电机的原动机及其调速系统的特性。右函数的第二项发电机的电磁功率，在多机电力系统中，它不但与本台发电机的电磁特性、励磁调节系统特性等有关，而且还与其它发电机的电磁特性、网络结构等有关，它是电力系统稳定分析计算中最为复杂的部分。对多机系统的稳定我们不作分析，只研究单机对无穷大系统。此时发电机的电磁功率与发

6、电机的功角有什么关系？二．隐极发电机的功-角特性-----即发电机的电磁功率与功角之间的关系一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统~Ù=constTJ=∞xdxT1xLxT2xl定义：Eq：发电机空载电势。δ：电势与无穷大系统电压夹角。φ：功率因素角。δU功-角特性方程的推导由相量图得：——发电机功角特性方程以上公式当电势、电压、阻抗恒定不变时发电输出功率就是功角的正弦函数。90度时最大，称为输送功率极限。第三节简单电力系统的静态稳定分析静态稳定定义：电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不

7、发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。起因：系统受到小干扰。例如，个别电动机的接入和切除或加负荷和减负荷；又如架空输电线围风吹摆动引起的线间距离(影响线路电抗)的微小变化；另外，发电机转子的旋转速度也不是绝对均匀的。结果：如果这种偏离很小，干扰消去后，系统又重行回到平衡，则系统是静态稳定的。特点：系统的状态变量偏移很小，从而允许把描述系统的状态方程线性化。简单系统：单机无穷大系统。即受端系统是无穷大系统，其电压和频率都恒定不变。过程：系统将会偏离平衡点。简化条件：发电机为隐极机

8、不计及自动调节系统：PT=const，Eq=const发电机输出的电磁功率一、简单系统静态稳定过程分析等值电路：xd∑=xd+xT1+xL+xT2PE=P0与功率特性曲线有两个交点a和b，即电机的两个运行点。下面就对a点和b点进行分析扰动使a→a´→δ↑(δ+Δδ),PEa´>P0→ΔPa´=PT-PEa´<0→ΔM<0→减速→δ↓→a´→aa→a"→δ↓（δ-Δδ）,PEa">P0→ΔPa"=PT-PEa">0→ΔM>0→加速→δ↑→a"→aa点扰动过程分析：稳态时：扰动使b→b