第8章 电力系统稳定性.ppt

河北科技师范学院 8.1 电力系统静态稳定 电力系统中的电能生产是在原动机与发电机、发电机与负荷间功率的平衡不断遭到破坏，同时又不断恢复的对立统一过程中进行的。 稳定电力系统：如果在遭受外部扰动后，各发电机组在经历一定变化过程后能重新恢复到原来的平衡状态，或者过渡到一新的平衡状态下同步运行，且这时系统的电压、频率等运行指标虽发生某些变化但仍在容许范围内。 不稳定电力系统：如果系统在遭受外部扰动后，各发电机组间产生自发性振荡或转角剧烈的相对运动以致机组间失去同步，或者系统的运行指标变化很大，以致不能保证对负荷的正常供电而造成大量的用户停电时，则称。 稳定性可以认为是电力系统在遭受外部扰动下发电机之间维持同步运行的能力。 静态稳定是指系统受到小扰动（如负荷波动引起的扰动等）后的稳定性。 是指系统受到大扰动（如发电机或输电线路突然故障）后的稳定性。 分析a、b点的异同 相同点：Pa=Pb=PT 不同点： 8.2 电力系统暂态稳定 电力系统暂态稳定是指系统在某个运行情况下突然受到较大的扰动之后，能否经过暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的状态。 引起电力系统大扰动的原因主要有下列几种： ①负荷的突然变化，如投入和切除大容量的用户等； ②投入或切除系统的主要元件，如发电机、变压器及线路等； ③系统中发生短路故障。 由大扰动引起的电力系统暂态过程，是一个电磁暂态过程和发电机转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。 电力系统受到大的扰动时，表征系统运行状态的各种电磁参数都要发生急剧的变化，但原动机系统反应慢。 结果发电机的电磁功率与原动机的机械功率之间便失去了平衡，于是产生了不平衡转矩。 在不平衡转矩的作用下，发电机开始改变转速，使各发电机转子间的相对位置发生变化。 发电机转子相对位置的变化，反过来又将影响到电力系统中电流、电压和发电机电磁功率的变化。 如果计及原动机调速器、发电机励磁调节器等设备的暂态过程，则整个过程更加复杂。 一个系统的暂态稳定情况和系统原来的运行方式及干扰的方式有关。 同样一个系统在某种运行方式和某种干扰情况下是暂态稳定的，但在另一种运行方式或另一种干扰下它可能是不稳定的。 我国现行的《电力系统安全稳定导则》对220kV以上的系统规定了一组系统必须能够承受的扰动。 目前暂态稳定分析的基本方法可以分成两类。 a、数值解法； b、直接法；其中有的就是将简单系统中的稳定判别方法推广应用于多机系统。 本节将通过简单系统故障后几秒钟内的暂态稳定性分析，介绍暂态稳定的基本概念，并给出判断稳定性的标准。 ★ 面积定则 (判别简单电力系统暂态稳定的基本准则)： 8.2.3 提高暂态稳定性的措施 提高电力系统的暂态稳定性主要应依靠缩小加速面积，增大减速面积来达到，也就是说要力争减少扰动量和缩短扰动时间。 1．快速切除故障 故障切除时间是继电保护装置动作时间与断路器动作时间的总和。目前已可做到在短路0.06s切除故障线路，其中0.02s为保护装置动作时间，0.04s为断路器动作时间。 2．采用自动重合闸装置 采用自动重合闸装置可以在线路发生故障时先切除线路，经过一定时间后再会上断路器，如果故障已消除则重合闸成功，否则再次跳开。自动重合间的成功率很高，可达90％以上。 3．强行励磁装置和电气制动措施 起动强行励磁装置，系统发生故障使发电机端电压降低时迅速地增加励磁，从而提高发电机电动势，增加发电机输出的电磁功率，减少过剩功率，以减少加速面积。 电气制动是当系统中发生故障后迅速地投入电阻等制动装置以消耗发电机的有功功率，从而减少功率差额。 4．控制原动机输出的机械功率 故障时减少原动机输出的机械功率也可以减少过剩功率。 5. 其他措施 对远距离输电线路设中间开关站和采用强行串联电容补偿等； 灵活交流输电技术。 * 第八章 电力系统稳定性分析 电力工程基础 河北科技师范学院电气教学部 8.1.1 简单电力系统的静稳极限 一台发电机经变压器、输电线路与无限大容量系统并联运行的简单电力系统接线图，这种系统又称为单机一无限大系统。 接线图 等值电路 等值电路 所谓无限大是指受端系统的容量比送端发电机的容量大得多，以致在该发电机输送任何功率的情况下，受端电压U的大小和相位均可以认为是恒定的。 忽略发电机电枢绕组损耗，发电机输出的电磁功率为 从而 计算发电机输出功率和静稳极限的常用公式，与从远距离输电线路基本方程导出的公式比，两者的形式和意义完全相同。 单机-无限大系统在正常运行时的相量图 如果不考虑发电机励磁调节器的作用，则Eq恒定，发电机的功率特性是一条正弦曲线。 若不计原动机调速器的作用，则原动机的机械功率PT不变。假定发电机向无限大系统输送的功率为P0，忽