电力系统的运行状态.ppt

*第二章电力系统的运行状态及稳定性分析2-1电力系统的运行状态一、电力系统运行的正常和非正常状态1、正常状态遵守的约束条件不等式约束条件：有功电源：发电机无功电源：并联电容器同步调相机同步电动机静止补偿器*等式约束条件：二、电力系统运行状态分类1、正常运行状态：满足等式和不等式约束条件，是经济运行调度的基础。2、警戒状态：满足等式和不等式约束条件，但不等式约束已经接近上下限，以安全调度为主。3、紧急状态：不等式约束遭到破坏，等式约束仍能满足，系统仍能同步运行。4、系统崩溃：不等式、等式约束同时不满足，系统将解列成几个独立的小系统。5、恢复状态：使崩溃后的若干个小系统向并列的大系统运行状态过渡。电力系统运行状态示意图*正常状态（满足负荷需求，进行经济运行）恢复状态（重新并列，恢复对用户供电）系统崩溃（切机、切负荷、断开线路）警戒状态（预防性控制）紧急状态（紧急控制）系统不完整(解列)2-2电力系统稳定性的基本概念电力系统稳定性分类：20世纪60年代前：前苏联、我国：静态稳定，动态稳定。西方：静态稳定，暂态稳定。20世纪70年代起，国际通用：静态稳定，暂态稳定定义：静态稳定：在一个特定的稳定运行的条件下，电力系统受到任何一个小的扰动，经过一段时间，它能够自动恢复到或者靠近小扰动前的运行条件。暂态稳定：在一个特定的稳态运行条件下，电力系统受到一个特定的大干扰后，能够从原来的运行状态不失去同步地过渡到另一个允许的稳态运行条件。0U04功角特性曲线L03XT02GEq01功角在时间上表示励磁电势和端电压之间的相角差；功角在空间上表现为发电机转子磁场轴线与定子合成磁场轴线之间夹角。遭受微小扰动后分析a、b两个运行点的过渡过程：a点(静态稳定工作点)：大于0时，转子转速上升，转子制动，趋于0。小于0时，转子转速下降，转子加速，趋于0。b点(静态不稳定工作点)：大于0时，转子转速上升，转子加速，趋于无穷大。小于0时，转子转速下降，转子制动，趋于无穷大。功角特性曲线静态稳定储备储备系数：为原动机输入功率正常运行情况下，静态稳定储备系数应当大于15%，事故后要求不小于5%。功角特性曲线整步功率特性曲线根据上面在点a及点b能否稳定运行分析，得出静态稳定判据：当功角与发电机功率的增量有相同符号时，即系统是静态稳定的当系统临界稳定当系统是不稳定的整步功率电力系统暂态稳定分析*G01040203分析电力系统稳定时，最主要的工作在于：确定转子角度、角速度变化的同步发电机转子运动方程定子有3个电枢绕组（空间位置相差120。）转子有励磁和若干阻尼绕组研究电力系统稳定的基本模型同步发电机基本机构及模型——发电机暂态电抗后的电势；——发电机出口的端电压；——发电机暂态电抗。二阶同步发电机模型转子运动方程：附加代数方程：同步发电机转子运动基本方程式：同步发电机电磁功率的计算根据同步发电机相量图因为：所以：二、励磁系统模型*励磁控制的作用：不仅控制发电机端电压，还控制发电机的功率因数和电流等参数（1）稳态运行时a)保持发电机