电力系统运行的稳定性分析.ppt

第七章
电力系统运行的稳定性分析第一节概述第一节概述第一节概述功角稳定问题的原因——转矩不平衡
正常运行时：Me=Mm
受到干扰时：Me≠Mm
机械转矩Mm由发电厂动力部分的运行状态决定
电磁转矩Me由发电机及其相连的电力系统中的运行状态决定三、功角稳定分类（干扰大小，便于分析）：
(1)静态稳定——电力系统在某个运行状态下,突然受到任意的小干扰后，能恢复到原来的（或是与原来的很接近）运行状态的能力.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。

大干扰：系统的状态方程不能线形化
三。稳定研究方法：第二节同步发电机组的
转子运动方程和功角特性一．转子运动方程采用标么制，设转矩基准值为则转子的运动方程可写为：13141516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电机的功角有什么关系？二．隐极发电机的功-角特性δ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。简化条件：发电机为隐极机PE=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´→a
a→a"→δ↓（δ-Δδ）,PEa">P0→ΔPa"=PT-PEa">0→ΔM>0→加速→δ↑→a"→a扰动使b→b´→δ↑(δ+Δδ),PEb´<P0→ΔPb´=PT-PEb´>0→ΔM>0→加速→δ↑→不再回到b点→非周期失步
b→b"→δ↓（δ-Δδ），PEb">P0→ΔPb"=PT-PEb"<0
→ΔM<0→减速→δ↓→a
对于运行点a：当系统受到小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态,因此a是静态稳定的。b点受小扰动后功角变化特性：分析a,b两个运行点的异同：二、静态稳定判据和静稳定储备系数：
当δ<900时,dPE/dδ>0,稳定
当δ>900时,dPE/dδ<0,不稳定
当δ=900时,dPE/dδ=0,分界点
静态稳定极限：指发电机运行角的极限值。

输送功率极限：发电机允许输出的最大功率，亦即功角特性曲线的最大值。

在简单系统情况下，静态稳定极限所对应的功角正好和功率极限的功角一致，但二者并不是同一概念。

静态稳定储备系数：

正常运行时，Kp≥15—20%；事故运行方式下：Kp≥10%以上是从物理概念分析，更一般的方法是从数学推倒出静稳判据。
电力系统静态稳定性的基本性质说明，发电机可能输送的功率极限越高，则静态稳定性越高。以一机对无限大系统的情形来看，减少发电机与系统之间的联系电抗就可以增加发电机的功率极限。从物理意义上讲，这就是加强发电机与无穷大系统的电气联系。联系紧密的系统显然是不容易失去静态稳定的。

加强电气联系，即缩短“电气距离”，也就是减少各元件的阻抗，主要是电抗，以下介绍的几种提高静态稳定性的措施，都是直接或间接减小电抗的措施。调节励磁则可以维持发电机端电压为常数，这就相当于将发电机的电抗减小为零。因此，发电机装设先进的调节器就相当于缩短了发电机与系统间的电气距离，从而提高了静态稳定性。.1）.改善系统的结构：增加输电线路的回路数；当输电线通过的地区就有电力系统时，将这些中间电力系统与输电线路连接起来也是有利的。
2）.采用中间补偿设备：如果在线路中间的降压变电所内装设同期调相机，而且同相调相机配有先进的自动励磁调节器，则可以维持同期调相机端点电压甚至高压母线电压恒定。这样，输电线路也就等值地分为两端，系统的静态稳定性得到提高。在正常运行中提高电网的运行电压也可以提高功率极限。为使电网具有较高的电压水平，必须在系统中设置足够的无功电源。.第四节电力系统运行的暂态稳定性一、基本概念二、暂态稳定发展过程（时间分段）重点讨论暂态起始阶段：

基本假定：
（1）网络中，ω=ω0（网络等