电力系统暂态分析课件.pptVIP

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的运行稳定性的能力。 4、稳定的概念 ①简单系统（单机无穷大系统） ②等值电路 ③相量图 当δ角变化，则电流、各点电压和功率变化。 当E、U、不同步，δ角不断变化，则电流、电压、功率振荡 电力系统失去稳定后，继电保护动作，将会造成大面积停电。 在干扰（短路、切机等）影响下，ΔM=Mt-Me≠0,使得发电机运行状态变化 研究方法： 静态稳定分析：自动控制理论的方法 微分方程线性化（小干扰法） 研究线性微分方程特征根（频域法） 2.暂态稳定分析：非线性微分方程数值解法（时域法） 大干扰下不适合线性化 第二节 同步发电机组的机电特性 一．转子运动方程 J转动惯量；α角加速度；Ω机械角速度；△M不平衡转矩 额定转速 下的转子动能 取转矩基准值 机械角速度Ω与电气角速度ω间的关系为 ∴ 取 ---惯性时间常数 则 计及 和 转子运动方程为： 或状态方程形式： 二．电磁转矩ME和电磁功率PE 电磁功率： 电磁转矩： 稳定分析中的近似简化： 1．因直流分量和负序电流对转子绕组的平均转矩为零，所以 ?不计定子绕组的暂态过程以及其谐波 ? 不计负序电流及其谐波 ?只考虑产生同步转矩的正序电流的影响 2．r = 0 （不计定子绕组的暂态过程，更无必要计及其衰减） 3． 以上简化的结果是：只考虑定子的正序频电流时， 电磁功率、电磁转矩为 (一）简单系统中发电机的功率 简单系统：一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统 隐极式发电机的功-角特性方程式 功-角特性:发电机输出的电磁功率和功率角的关系。 1.隐极机的功角特性 ⑴ 发电机用 表示 ∴ 是正弦曲线，极限功率 ，极限功率角 ⑵发电机用 表示 (1) 隐极式发电机相量图 ∴ 是δ的函数，极限功率角 (2) 由于直轴暂态电抗和其同步电抗不等， 出现了一个按2倍功率角正弦变化的 功率分量，一般称暂态磁阻功率。 隐极式发电机相量图 ⑶ 发电机用 表示 即 其中， 近似计算中，往往以 代替 ,由 变化的趋势反映 的变化趋势。 ⑷ 机端电压 恒定 (3) (4) 2．凸极机的功角特性 ⑴ 发电机用 表示 极限功率角90o ⑵发电机用 表示 ∴ 是δ的函数，极限功率角 的形式同隐极机。 3.隐极机在各种条件下的功角特性比较 显然如励磁装置能保证机端电压为常数，则功率极限和功率极限角都增大。 二 多机系统中发电机的功率 、 当发电机采用 表示时， 导纳角 ?任一台发电机的功率角 的改变，将引起全系统各机组电磁 功率的变化。稳定分析是全系统的综合问题 。 ?两机系统 多机系统中，各机组的极限功率不一致。 ．三、电势变化过程的方程式(不要求掌握） 励磁回路电压方程： ∴ 计及 的变化确定于励磁调节的作用（ ）和系统的运行方式（ ）， 即须求解励磁调节方程和网络方程。 第三节（在电力系统自动装置这门课里介绍） 例题2：简单电力系统如下图所示，各元件参数是： 发电机G为PN=300MW， Xq=0.6，X`d=0.25，TJN=8s； ，UN=10.5kV，Xd=1.0， 变压器T1参数： SN=360MVA,Uk（%）=14,额定电压10.5/242kV;变压器T2参数： SN=360MVA,Uk（%）=14,额定电压10.5/242kV;线路长L=250km， X1= ，系统输送功率P0=250MW， 末端电压U0=115kV。 ， 分别计算Eq、 E`q 、E`、U不变时的有功功角特性和功率极限。 S P0 L T2 T1 G ~ 答：设基准值： 电压及电势： UG=1.2889, EQ=1.6461, Eq=2.1055, Eq’=1.457, E’ =1.4693 功角特性： 功率极限： 令 并利用 求得功率极限对应角度： 同理可求： 第四节 负荷特性 负荷特性即为负荷功率和节点电压及频率的关系 负荷的数学模型有： 1.用恒定阻抗模拟负荷（负荷恒定模型）可认为属于负荷静态模型 即认为全部为恒定阻抗又称为线性负荷模型 若已知负荷节点电压 ,负荷所吸收的率 ,可得负荷的等值导纳 并认为它们在暂态过程中保持不变 2.用综合负荷的电压静特性模拟负荷（负荷静态模型 ） 系统电压和频率变化较缓慢时 1）在电力系统分析中常把负荷静态特性模型用多项式表示为 式中 a,b,c为恒定阻抗,恒定电流,恒定功率负荷的功率占总功率的百分比 上式方括号各项反映了负荷电压特性，其中电压二次项相当于恒定阻抗负荷，电压一次项相当于恒定电流负荷，电