电力系统解析基础(第八节).ppt

* North China Electric Power University 电力工程系 Department of Electrical Engineering 电力系统分析基础 Power System Analysis Basis （八） 任 建 文 第八章 电力系统的稳定性 一、基本概念 电力系统的运行状态 稳态：运行参数变化很小 电磁暂态过程——故障分析 （只考虑电磁变化，几十ms） 受到突然的扰动，运行参数变化很大 暂态： 机电暂态过程——稳定问题 （同时考虑电磁与机械参量） 稳态性 概念：受到扰动后，能否回到原来的状态或过渡到新的状态 静态稳定：受小干扰，偏离原状态，干扰消失后又恢复平衡 （特点：变化量小，可线性化分析） 暂态稳定：受大干扰，偏离有限，干扰消失后又恢复平衡 （特点：变化量大，不允许线性化处理） 动态稳定：受大干扰较长一段时间的过程，考虑调节与控 制装置作用，时间较长 二、同步电机的转子运动方程 机械角加速度 转动惯量 原动机转矩 电磁转矩 机械角速度 ω ω0 ω =0 Eq U δ0 δ 转子储存的动能： 转矩基准值： 三、简单电力系统的静态稳定 1、功角特性曲线 jXd jXT1 jXL1 jXL2 jXT2 jXdΣ 凸极机 隐极机 2、静态稳定的概念 分析 a点时：受干扰δa获得正Δδ→PE获ΔP，P0不变→ ΔM为负制动转矩，发电机减速， δ↘回到δa， ΔM=0，但惯性作用δ继续↘到a’’点停止减少，在a’’点ΔM0故须加速， δ ↗ ，但由于阻尼达不到a’点，经过几次振荡后回到a点，是静态稳定的。 b点时：受干扰增加Δδ→PE ↘ ，ΔM 0，故δ继续↗ ，不能回到b点。 受干扰减少Δδ时，由b点回到a点，但在b点不能建立稳定的平衡，故是不稳定的 稳定判据 时稳定 极限功率： 稳定储备系数： 正常运行：KP 15% 故障状态：KP 10% 3、利用小干扰法分析简单电力系统的静稳定 两个根： 分析: 当Seq0时，P1,2=?jβ 考虑到阻尼时,衰减振荡,稳定 当Seq0时，P1=μ, P1=-μ 不稳定 4、调节励磁对电力系统静态稳定的影响 励磁维持端电压UG不变时，对应的功率特性曲线——外功率特性曲线在δ900时仍然是稳定的，但由于的滞后调节，在δ900范围内，对于装有调节器的系统，不能用dP/dδ判断，而应用小干扰法分析。 5、提高静态稳定的措施 采用自动励磁调节装置 减少元件的电抗 采用分裂导线 采用串联电容器 提高线路的额定电压等级 增加回路数 改善电网结构和采用中间补偿设备 四、简单电力系统的暂态稳定 1、分析 假设 PT不变（因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变化） 对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响 （零序：Δ接法，无；负序：平均值为零的转矩，惯性大来不及反映） 只考虑正序分量的影响（用复合序网及等效等则） X2Σ X0Σ X2Σ X2Σ X0Σ 单相接地 两相短路 两相接地短路 三相短路 短路点并入一个等效附加阻抗ZΔ 模型 正常运行时 XT1 XL XL XT2 故障时 XT1 XL XL XT2 X? 故障切除后 XL XT1 XL XT2 解释 加速面积abcdk 大与 减速面积dgfe时 是暂态稳定的 最大故障切除角 δcδmaxδh 是暂态稳定的 2、等面积定则 3、用分段计算法求解转子运动方程 不能线性化，只能迭代，一步一步计算 4、提高暂态稳定的措施 采用自动励磁调节装置 减少元件的电抗 采用分裂导线 采用串联电容器 提高线路的额定电压等级 改善电网结构和采用中间补偿设备 快速切除故障和自动重合闸 提高静稳有明显作用 增大阻尼，改善暂稳 减少加速面积，增大减速面积 重合闸进一步增大减速面积 快速汽门控制、电气制动、变压器经小电阻接地 系统解列，异步运行，再同步 汽轮机——快关汽门 水轮机——电气制动，发生故障时迅速投入一个附加电阻 变压器经小电阻接地——单相故障的电气制动 联锁切机 总复习 第一章 电力系统的基本概念 1、电力系统的概念和组成—电力网、电力系统、动力系统及之间关系 2、电力系统为什么要互联运行—经济、可靠、互补、备用 3、电能变换和电源构成—水20%、火70%、核10%，了解新能源 4、电力系统的负荷—了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时Tmax 5、电力系统运行的特点及要求—电能质量、运行特点、运行要求 6、电力系统的电压等级 用电设备允许偏差?5%、首末端10% 发电机额定电压高于电网5% 变压器 升压变：=发电机额定电压 一次侧：用电设备 降压变：=电网额定电压UN 二次侧：发电设备 额定电压为空载电压 内部损耗约5% 二次电压高出10% 标称电压等级 7、了解电力网接线 8、掌