电力系统分析朱一纶第9章节电力系统稳定性分析.ppt

第9章 电力系统稳定性分析 电力系统稳定性分析是研究电力系统在受到扰动后，凭借系统本身因有的能力和控制设备的作用，是否可能回复到原始稳态运行方式，或者达到新的稳态运行方式。 9.1 电力系统稳定性概述 1.功角稳定性 2001年我国电网运行与控制标准化技术委员会提出的《电力系统安全稳定导则》把同步发电机转子的功角稳定性分为三类： 1）静态稳定-电力系统受到小的干扰（这里的小干扰是指一般指正常的负荷和参数变动，不发生非周期的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。 9.1 电力系统稳定性概述 暂态稳定-电力系统受到大的干扰（这里的大扰动后，各同步发电机保持同步运行，并过渡到新的稳态运行方式或恢复到原来稳态运行方式的能力。 动态稳定-电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置作用下，保持长过程运行稳定性的能力。（即不发生因振幅不断增大的的振荡而失步）。 9.2 电力系统的静态稳定 电力系统静态稳定分析的任务是： 校验电力系统在某一运行方式下是不是静态稳定的， 求出静态稳定性的判据，并判断电力系统在哪些可能的运行方式下是静态稳定的， 分析当电力系统出现小干扰后对电力系统静态稳定性有什么影响。 9.2.1 静态稳定的基本概念 不稳定 9.2.1 静态稳定的基本概念 简单的电力系统 9.2.1 静态稳定的基本概念 对发电机而言，在不考虑自动调速系统时，发电机G的电动势也是恒定不变的，所以可以画出发电机运行时电力系统的相量图。 9.2.1 静态稳定的基本概念 发电机功率与功率角之间的关系—功角特性曲线 9.2.1 静态稳定的基本概念 发电机功率与功率角之间的关系—功角特性曲线 9.2.2 静态稳定实用判据 简单系统的静态稳定的条件： 9.2.2 静态稳定实用判据 通常用静态稳定功率储备系数KP来表示发电机的静态稳定性 ，一般定义KP（用百分数表示）： 根据我国现行的《电力系统安全稳定导则》规定，系统正常运行时，KP应不小于15%到20%，事故后的运行方式下KP不应小于10%。 例9-1 对图9-5所示的简单电力系统，以发电机的额定功率、额定电压为基准，如果在发电机机端电压为1.05时发电机向系统输送功率为P*=0.8，试计算此时系统的静态稳定储备系数。 例9-1 解： 1）先求出UG*的相位角 例9-1 3）发电机的空载电动势： 例9-2 一台发电机向电力系统送电，已知升压变压器高压母线处的电压标幺值UT*=1.0，送出功率为P*=1.0， ，求US、Pmax*、KP。 例9-2 解： 例9-2 2）求出发电机的空载电动势 9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响 1.无调节励磁时发电机机端电压的变化 9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响 2.自动励磁调节对功率特性的影响 *9.2.4 静态稳定的分析方法 对于有3台以上发电机的电力系统，一般不能得到稳定性判据的关系式，只能求得特征方程各根的数值解，用以判断该运行方式是否静态稳定。 复杂电力系统的稳定性分析一般要借助计算机进行分析，有相应的软件，这里不再讨论。 。 9.3 电力系统的暂态稳定 9.3.1 暂态稳定的基本概念 受到较大的干扰后，以下两种情况都认为具有暂态稳定性。 9.3.1 暂态稳定的基本概念 同理电力系统在某一运行方式下，受到外界较大的干扰后，经过一个机电暂态过程，系统能过渡到新的稳态运行方式或恢复到原来稳态运行方式，仍保持各发电机间的同步运行，则认为该电力系统是暂态稳定的。 9.3.1 暂态稳定的基本概念 暂态稳定性与干扰的方式有关，常见的干扰有三种基本形式： 1）电力系统的结构或参数突然发生变化 。 2）突然增加或突然减少发电机的出力（即输出功率）。 3）突然间增加或减少大量负荷。 9.3.1 暂态稳定的基本概念 设一回输电线路由于某种原因在线路两侧断开，则系统的总等效电抗发生突变，总电抗增加 ： 9.3.1 暂态稳定的基本概念 9.3.2 简单电力系统暂态稳定的分析 9.3.2 简单电力系统暂态稳定的分析 分析： a b c d f d k 最后位于k点。 9.3.3 等面积定则 9.3.4 极限切除角 例9-3 一简单电力系统如图，并知其线路的零序等值电抗是正序电抗的4倍，设在输电线路的某一回路的始端发生两相接地短路，为保持电力系统暂态稳定，试计算其极限切除角 例9-3 例9-3 2）在k 点出现两相接地短路故障，求故障后的功率特性 例9-3 3）排除故障后的等效电路 例9-3 4）求出极限切除角 9.4 提高电力系统稳定性的措施 9.4.1 提高稳