简单电力系统静态稳定.ppt

第一章 电力系统的静态稳定性 1、电力系统静态稳定的概述 2、同步发电机的机电特性 同步发电机的功角特性 * * 电力系统分析基础Fundamental of Power System 杨培宏 Email：yangpeihong1025@163.com Tel ： 158-4866-8947 内蒙古科技大学信息工程学院 电气自动化教研室 1、电力系统静态稳定性的概述 2、 同步发电机的机电特性 3、 简单电力系统静态稳定性分析 静态稳定：是指电力系统受到小扰动后，不发生非周期失步，自动恢复到初始运行状态的能力，系统静态稳定；若不能恢复到初始的运行状态，则系统静态失稳。 小扰动就是指：小负荷的投入、切除；系统接线方式的变化；气温、气压等因素引起的系统参数变化；发电机原动机出力的轻微变化。 根据旋转物体的力学定律知： 其中 —转子机械角加速度 —转子的转动惯量 —转子机械角速度 —作用在转子上的不平衡转矩 （1） 当发电机以额定转速旋转时，其动能为 对方程（2）两边同时除以 转矩基准值 可得： 又 公式（1）可表示为 （2） （3） 所以有 （4） 从而有 （6） —发电机的惯性时间常数，s。其物理意义为： 在发电机转子上加额定转矩后，转子从停止状态转到额定转速时所经过的时间。 （5） 又 则 由于发电机的惯性较大，一般机械角速度 的变化不大，故近似认为 故有： 所以公式（6）可写成 (7) PE与发电机的功率角 有着密切的关系： 故用功率角 来代替发电机的角频率 ，具体分析如下： 进入 发电机的q轴（ ）以电角速度 旋转，某一参考相量 以同步电角速度 旋转，他们之间的夹角为 当 不等于 时，显然存在如下关系： 所以将发电机的转子运动方程写成状态方程的形式如下： 若 也用标幺值表示时，则 则可得发电机的二阶动态模型 3、简单电力系统静态稳定性分析 简单电力系统接线图如右图所示，其功角特性方程如下： 分析简单电力系统的静态稳定性，需作如下几点假设： （1）发电机采用隐极机，即xd=xq （2）不计及自动调节系统，P=const，Eq=const 发电机的二阶动态模型为： 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点是静态稳定的；对于运行点b，受到扰动后，不是转移到运行点a，就是非周期的失去稳定，故b点是不稳定的，即系统本身没有能力维持在b点运行。 所以说，系统的静态稳定是以 为分界点，当 时，系统稳定；当 时，系统不稳定。 a b 从功角特性图上看出，静态稳定的判据也可表示为： 系统临界稳定 系统静态稳定 系统静态失稳 END THANKS！ 同步发电机的电压平衡方程为： 又视在功率： 所以： *