第09章 电力系统静态稳定性分析.pptx

第九章电力系统静态稳定性分析;

不稳定情况下：

系统的电压、电流、功率和相位角等运行参数没有一个稳定值，而是随时间不断增大或振荡;;

功角特性曲线

δ在电力系统的稳定性分析计算中占有非常重要的地位。因为δ不仅表示E.q和电压U.之间的相位差，即表征系统的电磁关系，还表征了各发电机转子之间的相对运动。而发电机转子间的相对运动的性质，恰好是判断个发电机之间是否同步的依据。;

原动机作用在转子上的机械转矩推动转子旋转

发动机输出的电磁转矩制止转子旋转

当机械转矩和电磁转矩相互平衡时，发电机转子转速不变，维持同步运行一旦这种平衡被破环，会引起转子加速或减速，发电机不再维持同步运行

在这些影响发动机转矩的运行状态中，如果发生任何干扰，都将使作用在转子上的转矩失去平衡，从而导致发电机转速发生变化。实际运行中，干扰是不可避免的。因此电力系统要求发电机组在受到各干扰

后，经过一段时间后，还能保持同步运行。5;

电力系统稳定性分类

通常电力系统稳定性分两类

静态稳定性：电力系统正常运行状态下，受到某种小干扰后，能够恢复到原来的运行状态的能力

暂态稳定性：电力系统正常运行状态下，突然受到某种大干扰后，能够过渡一个新的稳定运行状态或恢复到原来的运行状态的能力;

当转子以额定转速ΩN旋转时，储藏的能量为

基，换,Ω幺，式=ΔMa*

电机学知，机械角速度Ω、电角速度ω和同步电机转子极对数p之间有

Ω=ωp；ΩN=ωNpΔMa*=

电机的惯，性。，;

同步发电机组的转子运动方程

分析系统稳定时，关心的是各发电机电势间的相对相位角δ.当发动机转子q轴的电角速度ω不等于参考相量U的同步角速度ωN时，δ不断变化，是时间的函数ω

δ

故可以近似地认为转矩的标幺值等于功率的标幺值

ΔMa*=ΔP*=PT*?Pe*

改写为状态方程的形式

;

(二）简单系统中发电机的功率特性

以举例说明系统稳定性概念时的简单系统为例，分析发电机的电磁功率特性。简单系统为一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统。;

以Eq表示的隐极同步发电机功角特性

用空载电势Eq和同步电抗Xd表示发电机。

???Eq=Uq+IdXdΣq=UdId+UqIq=?l0=Ud?IqXdΣsinδ;;

还要采取进一步的简化，即用X后的电动势E′代替E。

用经过X的电动势E′和暂态电抗X表示发电机。E.q

代入有功功

E.′=U.+jI.XΣ率的表达式sinδ′E

其中，δ′为E.′与U.之间的夹角。δ′=δ?sin?1I.q;

E为常数时凸极发电机的有功功率的功角

特性曲线。由于凸极发电机直轴和交轴同步电抗不相等，功率中出现了一个按两倍功角正弦变化的分量，即磁阻功率。它使功角特性曲线畸变，功率极限略有增加，并且极限值出现在功角小于90o处。;

sinδ?sin2δ;

负荷的机电特性

异步电动机组的机电特性。

u异步电动机组转子运动方程：

其中，TJ为异步电动机组的惯性时间常数，一般约为2s；MM为异步发电机拖动的机械负载的转矩；ME为异步电动机的电磁转矩。;

9-3简单电力系统静态稳定

静态稳定的概念

电力系统静态稳