第14次课第4章(2节思考题)概述.ppt

电力系统自动装置原理 水电学院电力系 王德意 4.2 励磁自动控制系统对电力系统稳定的影响 4.2.1 概述 4.2.2 同步发电机动态方程式 同步发电机动态方程式线性化的条件 暂态电动势的方程式 发电机转子运动方程和发电机电磁转矩方程 发电机端电压方程 同步发电机动态方程组 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 同步发电机的固有特性 计及励磁调节后的系统特性 4.2.1 概述 （1）电力系统稳定性问题 电力系统运行的稳定问题与同步发电机受到干扰后的特性有关。一个稳定的电力在受到干扰时，系统内的同步发电机经过一段动态过程后，或者回到原始运行状态；或者逐渐达到一个新的运行状态，而不致失去同步。 ? 电力系统稳定一般专指有转子角差的振荡过程的稳定问题。电力系统中也有不包含转子角差的振荡过程。凡是不包含转子振荡的一般都不属于电力系统稳定的范畴。 ? 电力系统稳定又分为静态稳定与暂态稳定。 4.2.1 概述 静态稳定： 系统小干扰下 暂态稳定： 系统大干扰下 4.2.1 概述 （2）励磁调节器可以提高电力系统的静态稳定功率极限 4.2.1 概述 功角d在时间上表示端电压和励磁磁势之间的相位差，在空间上表现为合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。 并网运行时， 合成磁势 总是以同步速度旋转，因此功角的大小只能由转子磁势的角速度决定。稳定运行时，d具有固定的值。 原动机提供的动力转矩 增大， d增大，电磁功率也增大，功率（力矩）平衡， d稳定。 4.2.1 概述 4.2.1 概述 提高静态稳定极限的方法： 4.2.1 概述 提高静态稳定极限的方法： 4.2.1 概述 （3）励磁系统反馈校正电路－－提高励磁系统稳定性 4.2.1 概述 （4）励磁调节器的负阻尼效应－－破坏互联系统的稳定性 （5）电力系统稳定器－－提高系统阻尼，抑制低频振荡 4.2.2 同步发电机动态方程式 （1）同步发电机动态方程式线性化的条件 4.2.2 同步发电机动态方程式 （2）暂态电动势方程式 4.2.2 同步发电机动态方程式 （3）发电机转子运动方程和发电机电磁转矩方程 4.2.2 同步发电机动态方程式 4.2.2 同步发电机动态方程式 （4）发电机端电压方程 4.2.2 同步发电机动态方程式 （5）功角方程 4.2.2 同步发电机动态方程式 （6）同步发电机动态方程组 4.2.2 同步发电机动态方程式 （7）连接无穷大系统的发电机传递函数框图 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 （1）同步发电机的固有特性 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 考虑发电机转子阻尼后 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 考虑发电机转子相位角变化引起的祛磁效应后 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 （2）计及励磁调节器后的系统特性 代数判据： 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 （2）计及励磁调节器后的系统特性 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 发电机电磁转矩方程： 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 a.输电线路轻负荷时 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 b.输电线路重负荷时 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 系统易受电网振荡的影响而失去稳定 4.2.3 励磁控制对电力系统静态稳定的影响 （3）改善系统振荡稳定方法： 思考题 思考题:励磁系统对单机无穷大系统暂态稳定性的影响?提示: 事故过程中的电压变化 事故过程中的功率平衡和功角(转速)变化 PSS稳定信号示意图 发电机电压与转矩关系 * * 发电机的功率特性 A: 无励磁调节器Eq为常数 B: 带励磁，UG为常数 C: E’为常数 为什么功角大于90度， 系统不稳定? 1）忽略阻尼效应 2）忽略定子绕组的电阻 3）忽略饱和效应 4）忽略动态方程中较小项 简化的目的： 降低动态方程阶数，即 降低特征方程式阶数， 便于分析 转子运动方程机械量 转子运动方程电气量 同步发电机动态方程2 同步发电机动态方程4 同步发电机动态方程3 同步发电机动态方程5 机组临界稳定，等幅振荡 特征方程 特征方程 稳定条件: 由于正阻尼作用 机组稳定 特征方程 劳斯判据 同步系数下降 正阻尼作用加强 机组稳定 励磁调节器引入环节 代数判据 即自动励磁调节器的最小放大倍数为 即自动励磁调节器的最大放大倍数为 即具有自动励磁调节器的发电机组可以工作在稳定区域，功角可达110度 系统运行特性是否满足上述两个稳定条件呢？ 输电线路轻负荷，输电线路重负荷两种情况讨论？