必威体育精装版电力系统分析电力系统运行稳定性教学PPT.ppt

电力系统分析 ☆ 同步运行状态： 所有并联运行的同步电机（主要是发电机）都有相同的电 角速度，是电力系统正常运行的一个重要标志。在这种运 行状态下，表征运行状态的参数具有接近于不变的数值， 通常称为稳定运行状态。 ※ 电压稳定性： 电力系统在某些情况下会出现不可逆转的电压持续下降或 电压长期滞留在安全运行不能容许的低水平上而不能恢复。 ※ 转矩平衡与稳定性： 转子上转矩必须平衡，发电机才能稳定地与系统同步运行； 但转矩平衡并不一定能稳定运行。 ※ 静态稳定性: 电力系统在运行中受到微小扰动后独立地恢复到它原来的 运行状态的能力。 ※ 暂态稳定性: 电力系统在正常运行时受到一个大的扰动，能否从原来的 运行状态不失去同步的过渡到新的运行状态，并在新的状 态下稳定运行。 8.2 同步发电机组的转子运动方程 一、转子运动方程 8.2 同步发电机组的转子运动方程 3、机械量与电气量之间的关系： 4、用电气量来表示的转子运动方程 二、惯性时间常数TJ的物理意义 8.3 电力系统的电磁功率特性 一、简单电力系统： 发电机通过变压器、输电线路与无穷大容量母线相连，且 不计元件电阻和导纳的电力系统。 3. 隐极式发电机的功率特性曲线 三、凸极式发电机的功率特性（了解） 四、自动励磁调节器对功率特性的影响（了解） ☆ 不调节励磁时Eq不变，随着发电机输出功率的增大，功角增大，发电机端电压要下降。 ☆ 自动励磁调节器：根据发电机端电压的变化来调节励磁电流 的大小，从而调节Eq的大小，保持发电机端电压在正常值范 围内。 8.4 电力系统静态稳定性 ◎小扰动：正常的负荷波动、系统操作、少量负荷 的投切和系统接线的切换等。 一、电力系统静态稳定性的基本概念 1、简单电力系统静态稳定性分析 2、简单电力系统静态稳定的实用判据 二、运动稳定性的基本概念 李雅普诺夫运动稳定性理论：某一运动系统受到一个非常 微小并随即消失的力（小扰动）的作用，使某些相应的量X1、X2……产生偏移，经过一段时间，这些偏移量都小于某一预先指定的任意小的正数，则未受扰系统是稳定的， 否则不稳定。 如果未受扰系统是稳定的，并且： ，则称受扰 系统是渐近稳定的。 电力系统静态稳定属于渐近稳定。 李雅普诺夫稳定性判断原则为: 若线性化方程中的雅可比矩阵A没有零值或实部为零值的 特征值，则非线性系统的稳定性可以完全由线性化方程的稳 定性来决定。 三、小干扰法的基本原理及应用 1、小干扰法：用李雅普诺夫一次近似法分析电力系统静态稳 定性的方法，根据描述受扰系统的线性化微分方程组的特 征方程式的根的性质来判定为受扰运动是否稳定的方法。 2、小干扰法分析电力系统暂态稳定性 a.不计发电机组的阻尼作用 对稳定性的简单分析： ☆ 当SEq0时，特征值为一对共轭虚数；电力系统受扰动后， 功角δ将在δ0附近作等幅振荡，考虑能量损耗，振荡会逐 渐衰减，系统趋于稳定。 b.计及发电机组的阻尼作用的静态稳定 计及阻尼的转子运动方程： A矩阵： 当SEq0，D24SEqTJ/ωN时，特征值为一对共轭复数，Δδ(t) 将衰减振荡，系统是稳定的； 五、提高电力系统静态稳定的措施 ◎ 基本思想：主要是提高输送功率的极限 1）提高发电机电势Eq； 2）提高系统电压V； 3）减小电抗X∑。 总之，缩短电气距离是提高静态稳定的重要思路。 8.5 电力系统的暂态稳定性 暂态稳定性：指系统受到大扰动后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式 的能力。 大扰动：短路故障、切除输电线路或发电机组或切除大容量负荷。 一、暂态稳定分析计算的基本假设 1、忽略发电机定子电流非周期分量和与之对应的转子电流 周期分量； 2、发生不对称故障时，不计零序和负序电流对转子运动的 影响； 3、忽略暂态过程中发电机的附加损耗； 4、不考虑频率变化对系统参数的影响； 5、发电机采用E′恒定的简化模型(不考虑调速器作用)。 二、简单电力系统暂态稳定性分析 1、三种运行情况下的功率特性 等面积定则：功角达到δmax时，加速过程中转子动能的增量在减速过程中全部耗尽，转速恢复到同步转速，即加速面积等于减速面积，系统能够稳定。