第8章电力系统的稳定性

1/20第8章电力系统的稳定性•简单电力系统的静态稳定性•简单电力系统的暂态稳定性本章要点：2/208.1电力系统稳定的概念•在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。1)稳定定义系统振荡解列大面积的用户停电2)危害3/203)分类小扰动稳定性暂态稳定性电压稳定性4/204)摇摆方程发电机转子运动方程eTddMMtJ*e*T22NJddMMtT如转速偏离同步转速不大，*=1，则****PPM*e*T22NJddPPtT机组的惯性时间常数转子相对同步旋转轴的相对角位移原动机输入的机械功率发电机输出的电磁功率5/208.2发电机功率特性1)隐极机的功率特性(Xd=Xq)发电机输出的电磁功率单机－无穷大系统GUdqIUqEdjXIsincosdqeXUEUIPPe功角)(efP功角特性功率特性6/208.2发电机功率特性2)凸极机的功率特性(Xd≠Xq)发电机电磁功率2sin2)(sincosqdqd2dqeXXXXUXUEUIPPedqIUQEqjXIqE与电势(励磁)无关的二次项，称为磁阻功率7/208.2发电机功率特性3)自动励磁调节器对功率特性的影响输出功率增加负荷电流增大发电机电抗Xd上压降增大发电机端电压下降励磁电流增加(调节器作用)发电机电势Eq增大改善发电机的功角特性8/208.2发电机功率特性3)自动励磁调节器对功率特性的影响发电机经典模型可近似表示为：2sin2)(sinq'dq'd2'd'qeXXXXUXUEP恒定'qE''d'esinXUEP恒定'E9/208.3电力系统静态稳定1)运行点稳定性分析PmPPeab90°cd输出功率增加机械功率不变减速输出功率减少机械功率不变加速运行点a—稳定运行点10/208.3电力系统静态稳定1)运行点稳定性分析运行点bPmPPeab90°输出功率减少机械功率不变加速输出功率更少机械功率不变加速e输出功率更少机械功率不变fh—不稳定运行点11/208.3电力系统静态稳定2)简单电力系统静态稳定的实用判据PmPPeab90°0ddP12/208.3电力系统静态稳定3)简单电力系统静态稳定的功率极限PmPPeab90°dqmaxXUEP'd'qmaxXUEP无励磁调节器，隐极机maxP有励磁调节器13/208.3电力系统静态稳定4)静态稳定储备系数正常运行时，15~20%%10000PPPKslP事故后运行，10%14/208.3电力系统静态稳定5)提高电力系统静态稳定性的措施提高发电机电势E–自动励磁调节器减少系统的总电抗X–采用分裂导线–串联补偿–增加输电回路数等提高和稳定系统电压UsindqeXUEP15/208.4电力系统暂态稳定1)定义系统受到大扰动（元件的投退、大负荷的突然变化、短路故障等）的情况下，系统中各发电机组保持同步运行的能力16/208.4电力系统暂态稳定2)假设单机-无穷大系统不考虑原动机调速器的作用，即Pm恒定发电机经典模型，E'恒定忽略定子电流的非周期分量和转子的周期分量不对称故障时，不计零序和负序电流对转子运动的影响，只在故障处接入由故障类型确定的附加阻抗Z17/208.4电力系统暂态稳定3)等面积法则故障中故障后T2LT1'dI21XXXXXT2LT1'dIIIXXXXXΔT2LT1'dIII)21)((XXXXXXXX故障前'dXT1X'ELXLXT2XU'E'dXT1XLXLXT2XULX'dXT1X'ET2XUIIIIIIXXX18/208.4电力系统暂态稳定3)等面积法则PPmPIIIPIIPIabcdefgcrclim0c加速面积减速面积等面积法则：加速面积和减速面积相等极限切除角19/208.4电力系统暂态稳定4)提高暂态稳定性的措施快速切除故障快速强行励磁采用自动重合闸改善原动机的调节特性：快关汽门等采用电气制动–发电机附近装设一电阻性负载，当机组加速时自动投入以吸收过剩功率切机等20/20思考题8-1．发电机的功率特性？8-2．暂态稳定、静态稳定及改善措施？8-3．等面积定则？极限切除角？