讲义第二章(第一部分).ppt

电力系统稳定与控制 电力系统稳定与控制第二章 电力系统的主要元件特性 电力系统元件结构示意图 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—1 发电机转子运动方程描述的是发电机的转子角、角速度和角加速度与作用在转子上的不平衡转矩或功率之间的关系。 在发电机稳态运行时，转子轴上的不平衡功率为0，因而转子的角加速度为0，转子角和角速度维持常数。 在系统稳定研究中，各种操作、故障或扰动的最终影响是使发电机的输入机械功率或输出电磁功率发生改变，从而导致转子角和角速度的动态过程， 因此对转子运动方程的研究和仿真是电力系统稳定研究的关键。 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—2 根据旋转物体的力学定律，同步发电机转子机械角加速度与作用在转子轴上的不平衡转矩之间的关系可以用如下方程描述∶ 上式即为发电机的 转子运动方程 t 时间，单位为秒 (s) α 转子机械角加速度，单位为弧度／秒2 (rad/s2)； Ω 转子机械角速度，单位为弧度／秒 (rad/s)； J 转子转动惯量，单位为公斤·米2 (kg·m2)； ΔM 表示作用在发电机转子轴上的不平衡转矩，单位为牛顿·米 (N·m)； MT、ME、MD分别是发电机的输入机械转矩、输出电磁转矩和阻尼转矩。 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—3 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—4 标幺化处理（系统基值下） 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—5 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—6 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—7 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—8 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—9 惯性时间常数的物理意义 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—10 惯性时间常数的计算方法和数值范围 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—11 发电机组惯量的其他表示方式 同步发电机的机电特性 同步发电机转子运动方程—12 并联机组的等值惯性时间常数 同步发电机的机电特性 发电机的电磁转矩和功角方程 —1 同步发电机的机电特性 发电机的电磁转矩和功角方程 —2 由Park方程式推导出的发电机电压方程和磁链方程 同步发电机的机电特性 发电机的电磁转矩和功角方程 —3 因此，跨过气隙传送到定子的电磁功率为∶ 同步发电机的机电特性 发电机的电磁转矩和功角方程 —4 推导同步发电机功角方程的基本假设： 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—1 隐极同步发电机的功角特性 -----推导隐极同步发电机的输出电功率与发电机转子角之间的关系式 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—2 上式表示的是在转子dqo坐标系下定子各电压、电流分量的关系，当发电机处于稳态运行时，各量在dqo坐标系下均为常量，从定子侧来看则为幅值不变的交流量，在标幺值系统中可用其对应相量形式的有效值来代替。对应的方程变为∶ 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—3 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—4 隐极发电机的功角特性关系式 ： 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—5 讨论 ： 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—6 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—7 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—8 4、各种使用不同电势的功角特性方程式实际上是同时成立的，实际应用中使用什么样的方程则由具体情况确定。 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—9 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—10 例题 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—11 同步发电机的机电特性 隐极同步发电机的功角特性—12 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—1 凸极发电机与隐极机的主要区别： 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—2 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—3 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—4 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—5 同步发电机的机电特性 凸极同步发电机的功角特性—8 同步发电机的机电特性 两机系统功角特性—1 同步发电机的机电特性 两机系统功角特性—2 同步发电机的机电特性 两机系统功角特性—3 同步发电机的机电特性 两机系统功角特性—4 同步发电机的机电特性 考虑线路电阻时单机无穷大系统功角特性—1 考虑线路电阻时的单机无穷大系统可