《电力系统分析理论》课件第9篇 章 稳定性分析.pptVIP

第九章 电力系统稳定性分析 第一章 电力系统概述和基本概念 第九章 电力系统稳定性分析 第一节 电力系统稳定性的基本概念 第二节 电力系统的机电特性 第三节 电力系统的静态稳定性 第四节 电力系统暂态稳定性分析 电力系统的稳定性：电力系统在受到一定 的扰动后能否继续运行的能力。 稳定 不稳定 第一节 电力系统稳定性的基本概念 小干扰：负荷和参数的波动。 如：个别小容量电动机的投切； 架空线风吹摆动等。 大干扰：大容量负荷的突变。 如：大容量负荷的投切； 系统主要元件（发电机 变压器 线路） 的投切； 短路，断线故障。 稳定计算分析的目的 小干扰（静态）稳定: 应用相应的判据，确定电力系统的稳定性和输电线的输送功率极限，检验在给定方式下的稳定储备。 暂态稳定: 在规定运行方式和故障形态下，对系统稳定性进行校验，并对继电保护和自动装置以及各种措施提出相应的要求。 VG VG 第二节 简单电力系统的功率特性 第三节 电力系统的静态稳定性 一 、 电力系统功角稳定性的分类 ?小干扰稳定：又称静态稳定，它是要求系统的给定平衡点（即给定的运行方式）遭受微小扰动后能够逐渐恢复到原来的状态。实际上，为了适应负荷和其他因素的随机变化，还要求系统具有一定的小干扰稳定性裕度。 ?大干扰稳定：又称暂态稳定，是指电力系统电力系统受到大干扰后，各同步电机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。电力系统运行中遭遇的大干扰，包括发生各种短路故障、大容量发电机和重要输电设备的投入和切除等。 P 0 90 180 （o ） c 小干扰功－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 ， ， 2.静态不稳定的分析 扰动使 ， 如图9-2(b)中实线所示 ， 如图9-2(b)中虚线所示 a’ ° ° a’’ a t=0 t (a) ° ° t=0 t (b) 功率角的变化过程 (a) 在a点运行; (b) 在b点运行 简单电力系统静态稳定的实用判据： 系统稳定 系统不稳定 整步功率系数: 稳定极限： 系统保持稳定时发电机所能输送的最大功率。 极限情况为： 静态稳定储备系数：表征系统的稳定程度 PG0 正常运行时发电机输送的功率 Psl 稳定极限 安全稳定导则规定： 正常或正常检修运行： 事故后或特殊运行方式： 提高静态稳定性的措施 电力系统静态稳定性的基本性质说明：发电机可能输送的极限 功率越大，则系统的静态稳定性越高。从简单电力系统向无穷 大电网送电的情况看，减小发电机与无穷大电网之间的转移电 抗，也即缩短其“电气距离”，就可以增加简单电力系统输送的 功率极限。主要可通过以下几种途径来实现： 1、采用分裂导线 高压输电线路采用分裂导线的主要目的是为了防止电晕 的发生。同时，分裂导线也可以减小线路电抗 对于500kV的线路，采用单导线时电抗大约为0.42Ω/km 采用两根分裂导线时电抗大约为0.32Ω/km;采用三根分裂导线 时的电抗约为0.3Ω/km 2、采用更高的电压等级线路 所以，线路电抗的标幺值与其额定电压的平方成反比。 3、采用串联电容补偿 4、采用自动励磁装置 自动励磁的作用相当于将发电机与无穷大系统之间的电气距离 减少，甚至为零。 第四节 电力系统的暂态稳定性 电力系统的暂态稳定性是指系统受到大干扰后，各同步 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。 大干扰一般指短路，切除输电线路或发电机组、突入或 切除大容量负荷等。其中短路故障的干扰最严重，常作为检 验系统是否具有暂态稳定性的条件。 通常，暂态稳定分析只研究表征发电机是否同步的转子 运动特征，即功角 随时间变化的特性就可以了。 暂态稳定性的基本假设 忽略发电机定子电流的非周期分量和与它相对应的转子电流周期分量。 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 不考虑频率变化对系统参数的影响 发电机采用 恒定的简化数学模型 不考虑原动机调速器的作用 1. 扰动前后的功率特性 (1) 扰动前正常运行情况下 (2) 发生短路故障期间的功率特性 （由星角变换得来发电机与短路点之间的转移电抗） (3) 故障线路切除后的功率特性 正常时 故障时 故障后 2. 大扰动后发电机转子的运动 t 大扰动后失稳的情况 ? ?? 3. 等面积定则 过剩转矩所做的功： (加速面积Aabce) 4. 极限切除角 加速面积等于最大