电力系统分析第十章电力系统的静态稳定性1.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 第十章 电力系统的静态稳定性 10.1 电力系统静态稳定性的基本概念 10.2 小扰动法的基本原理和在分析电力 系统静态稳定性中的应用 10.3 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 10.4 电力系统电压、频率及负荷的稳定性 10.5 保证和提高电力系统静态稳定性的措施 第十章 电力系统的静态稳定性 10.1 电力系统静态稳定性的基本概念 U=常数 一、电力系统静态稳定的定性分析 单机—无限大系统（简单电力系统系统）： 单机—无限大系统（简单电力系统系统）： 受端为无限大容量电力系统母线 送端发电机为隐极式同步发电机 略去了所有元件的电阻和电纳 发电机的励磁不可调，即其空载电动势为恒定值 静态稳定分析 原动机的机械功率 在右图中，功角特性曲线上有两个平衡点a、b。经分析知：a点是静态稳定的，b点是静态不稳定的。 若功角 在 范围内，电力系统可以保持静态稳定运行，在此范围内有 ；而 时，电力系统不能保持静态运行，此时有 简单电力系统的功率特性 因此，电力系统静态稳定的实用判据为： 当 时， ，对应的c点是静态稳定的临界点，此时发电机输出的功率最大，称为功率极限 。 二、电力系统静态稳定的实用判据 三、静态稳定的储备 一般不允许电力系统运行在稳定的极限附近，即保持一定的稳定储备。 Kp一般不应低于15% 静态稳定储备系数为： 10.2 小扰动法的基本原理和 在分析电力系统静态稳定性中的应用 小干扰法的基本原理 若所有参数的微小增量在微小干扰消失后能趋近于零，即 ，则该系统可认为是稳定的。 李雅普诺夫理论认为，任何一个动力学系统都可以用多元函数 来表示，当系统因受到某种微小干扰使其参数发生变化时，则函数变为 列出电力系统遭受小干扰后的运动方程；（非线性） 将微分方程“线性化”处理； 求解线性化的微分方程，或由线性化后的方程写出特征方程，并求出特征方程的特征值（根）； 用小干扰法判断系统稳定性的步骤 根据方程解或特征根实部的正负号来判断系统的稳定性。 如果特征根只有实部为负值的根（即位于虚轴的左侧），系统就是稳定的；反之，特征根只要有实部为右侧的根（即位于虚轴的右侧），系统就是不稳定的。 10.3 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 手动调节或机械调节器的励磁调节过程是不连续的，如图10-5所示。 图10-5　不连续调节励磁 (a)功-角特性曲线；(b)发电机端电压和空载电动势的变化 　　运行点的转移，发电机端电压和空载电动势的变化将分别 如图10-5(a)、(b)中的折线 结论： 不连续调节励磁对提高电力系统静态稳定性的作用相当显著。 二、对电力系统静态稳定性的简单综述 （1）励磁不调节。如图10-8中a点 （2）励磁不连续调节。 如图10-8中b点。 （3）励磁按某一个变量偏移调节。 如图10-8中c点。 （4）励磁按变量偏移复合调节。 如图10-8中d点。 （5）励磁按变量导数调节。 如图10-8中e点。 （6）励磁按变量导数调节，但不限发电机 端电压。如图10-8中f点。 综上所述，自动调节励磁装置可以等效地减少发电机的电抗。当无调节励磁时，对于隐极式同步发电机的空载电动势 常数，其等值电抗为 。当按变量的偏移调节励磁时，可使发电机的暂态电动势 常数，其等值电抗为 。 如按导数调节励磁时，且可维持发电机端电压 常数，则发电机的等值电抗变为零。如最后可调至f点电压为常数，此时相当于发电机的等值电抗为负值。如果f为变压器高压母线上一点，则此时相当于把发电机和变压器的电抗都调为零。 10.4 电力系统电压、频率及负荷的稳定性 电力系统静态稳定性除功角稳定外，还包括电力系统电压、频率及负荷（异步电动机）的静态稳定性。 一、电力系统电压的静态稳定性 1、电源的静态电压特性 隐极式同步发电机端输出的无功功率 (2) 调相机。它所输出的无功功率为 随电压 的变化率则为