電力系統(tǒng)分析考點(diǎn)總結(jié)(吐血整理)

1、電力系統(tǒng)分析考點(diǎn)總結(jié)第三章理想同步電機(jī)1， 忽略磁路飽和，磁滯，渦流等影響，假設(shè)電機(jī)鐵芯部分的導(dǎo)磁系數(shù)為常數(shù)；2， 電機(jī)轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上對(duì)于縱軸和橫軸分別對(duì)稱；3， 定子的a，b，b三相繞組的空間位置互差120度電角度，在結(jié)構(gòu)上完全相同，他們均在氣隙中長生正弦分布的磁動(dòng)勢(shì)；4， 電機(jī)空載，轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的磁動(dòng)勢(shì)在定子繞組所感應(yīng)的空載電勢(shì)是時(shí)間的正弦函數(shù)；5， 定子和轉(zhuǎn)子的槽和通風(fēng)溝不影響定子和轉(zhuǎn)子的電感，即認(rèn)為電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子具有光滑的表面。假定正向的選擇定子回路中，定子電流的正方向即為由繞組中性點(diǎn)流向端點(diǎn)的方向，各相感應(yīng)電勢(shì)的正方向和相電流的相同，向外電路送出縱向相電流的極端相電壓是正

2、的。在轉(zhuǎn)子方面，各個(gè)繞組感應(yīng)電勢(shì)的正方向與本繞組電流的正方向相同。向勵(lì)磁繞組提供正向勵(lì)磁電流的外加勵(lì)磁電壓是正的。兩個(gè)阻尼回路的外加電壓均為零。帕克變換目的（為何進(jìn)行）：在磁鏈方程中許多電感系數(shù)都是隨轉(zhuǎn)子角a而周期變化。轉(zhuǎn)子角a又是時(shí)間的函數(shù)，因此，一些自感系數(shù)和互感系數(shù)也是將隨時(shí)間而周期變化。若將磁鏈方程式帶入電磁方程式，則電磁方程將成為一組以時(shí)間的周期函數(shù)為系數(shù)的微分方程。這類方程組的求解是頗為困難的。為了解決這個(gè)困難，可以通過坐標(biāo)變換，用一組新的變量代替原來的變量，將變系數(shù)的微分方程變換成為常系數(shù)微分方程，然后求解。物理意義：采用派克變換，實(shí)現(xiàn)從a，b，c坐標(biāo)系到d，q，o坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，

3、把觀察者的立場從靜止的定子上轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)子，定子的三相繞組被兩個(gè)同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的等效dd繞組和qq繞組所代替，變換后，磁鏈方程的系數(shù)變?yōu)槌Ｕf，大大簡化計(jì)算同步電機(jī)基本方程的實(shí)用化中采用了哪些實(shí)用化假設(shè)？其實(shí)用化范圍是什么？基本方程的實(shí)用化中采用了以下實(shí)用化假設(shè) （1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不變并等于額定轉(zhuǎn)速。（2）電機(jī)縱軸向三個(gè)繞組只有一個(gè)公共磁通，而不存在只同兩個(gè)繞組交鏈的漏磁通。為了便于實(shí)際應(yīng)用，還可根據(jù)所研究問題的特點(diǎn)，對(duì)基本方程作進(jìn)一步的簡化。（3）略去定子電勢(shì)方程中的變壓器電勢(shì)，即認(rèn)為d=q=0，這條假設(shè)適用于不計(jì)定子回路電磁暫態(tài)過程或者對(duì)定子電流中的非周期分量另行考慮的場合。（4）定子回路

4、的電阻只在計(jì)算定子電流非周期分量衰減時(shí)予以計(jì)及，在其他計(jì)算中則略去不計(jì)。上述四項(xiàng)假設(shè)主要用于一般的短路計(jì)算和電力系統(tǒng)的對(duì)稱運(yùn)行分析。第四章1. 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的主要特點(diǎn)。（1，導(dǎo)納矩陣的元素很容易根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖和支路參數(shù)直觀地求得，形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的程序比較簡單2，導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，它的對(duì)角線元素一般不為零，但在非對(duì)角線元素中則存在不少零元素。）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改1， 從網(wǎng)絡(luò)的原有節(jié)點(diǎn)i引出一條導(dǎo)納為yik的支路，同時(shí)增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)k。由于節(jié)點(diǎn)數(shù)加一，導(dǎo)納矩陣將增加一行一列。新增的對(duì)角線元素Ykk=Yik。新增的非對(duì)角元素中，只有Yik=Yki=-yik，其余的元素都為零。矩陣的原有部分，只有節(jié)

5、點(diǎn)i的自導(dǎo)納應(yīng)增加Yii=yik。2， 在網(wǎng)絡(luò)的原有節(jié)點(diǎn)i，j之間增加一條導(dǎo)納為yij的支路。由于只增加支路不增加節(jié)點(diǎn)，故導(dǎo)納矩陣的階次不變。因而只要對(duì)于節(jié)點(diǎn)i、j有關(guān)的元素分別增添以下的修改增量即可Yii=Yjj=yij, Yij=Yji=-yij其余的元素都不必修改。3， 在網(wǎng)絡(luò)的原有節(jié)點(diǎn)i、j之間切除一條導(dǎo)納為yij的支路。這種情況可以當(dāng)作是在i、j節(jié)點(diǎn)間增加一條導(dǎo)納為一yij的支路來處理，因此，導(dǎo)納矩陣中有關(guān)元素的修正增量為Yii=Yjj=- yij, Yij=Yji=yij。第五章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的物理過程電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，大多數(shù)情況下作為電源的同步發(fā)電機(jī)不能看成無限大容

6、量，其內(nèi)部也存在暫態(tài)過程，因而不能保持其端電壓和頻率不變。所以一般在分析和計(jì)算電力系統(tǒng)短路時(shí)，必須計(jì)及同步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過程。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量較大，在分析短路電流時(shí)可以近似地認(rèn)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子保持同步轉(zhuǎn)速，只考慮發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)過程。   同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，電樞磁勢(shì)的大小不隨時(shí)間而變化，在空間以同步速度旋轉(zhuǎn)，由于它與轉(zhuǎn)子沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而不會(huì)在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流。但是于電感回路的電流不能突變，定子繞組中必然有其它自由電流分量產(chǎn)生，從而引起電樞反應(yīng)磁通變化。這個(gè)變化又影響到轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子繞組中感生出電流，而這個(gè)電流又進(jìn)一步影響定子電流的變化。定子和轉(zhuǎn)子繞組電流

7、的互相影響是同步電機(jī)突然短路暫態(tài)過程區(qū)別于穩(wěn)態(tài)短路的顯著特點(diǎn)，同時(shí)這種定、轉(zhuǎn)子間的互相影響也使暫態(tài)過程變得相當(dāng)復(fù)雜。非周期分量出現(xiàn)的原因、非周期分量取得最大值的條件及三相非周期分量電流起始值的關(guān)系答：非周期分量是為了維持短路瞬間電流不變而出現(xiàn)的自由分量；非周期分量取得最大值的條件是短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值過零瞬間（在不計(jì)各元件電阻情況下）；三相非周期分量的起始值不同，如果短路前空載，則有三相非周期分量起始值之和為零，因?yàn)樗鼈兎謩e等于短路后瞬間各自所在相周期分量瞬時(shí)值的負(fù)值，由于三相周期分量對(duì)稱，其瞬時(shí)值之和為零，所以三相非周期分量起始值之和為零。分析同步發(fā)電機(jī)三相短路時(shí)假定發(fā)電機(jī)磁路不

8、飽和的目的是什么？答：當(dāng)磁路不飽和時(shí)，發(fā)電機(jī)的各種電抗為常數(shù)，發(fā)電機(jī)的等值電路為等值電路，這就為分析中應(yīng)用迭加原理創(chuàng)造了條件。同步發(fā)電機(jī)機(jī)端突然三相短路時(shí)，定子繞組電流中包含哪些電流分量？轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中包含哪些電流分量？阻尼繞組中包含哪些電流分量?它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系和變化規(guī)律是什么？答：定子電流中包含基頻周期分量、非周期分量和倍頻分量；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中包含強(qiáng)制直流分量、自由非周期分量和基頻交流自由分量；d軸阻尼繞組中包含非周期自由分量和基頻交流自由分量；q軸阻尼繞組中僅包含基頻交流分量。定子繞組中基頻周期分量電流與d軸阻尼繞組、勵(lì)磁繞組中的非周期分量相對(duì)應(yīng)，并隨著轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中非周期自由分量和d軸阻

9、尼繞組中非周期分量的衰減而最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)值（與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中強(qiáng)制直流分量相對(duì)應(yīng)）；定子繞組中非周期分量和倍頻分量與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組、阻尼繞組中的基頻交流分量相對(duì)應(yīng)，并隨著定子繞組非周期分量和倍頻分量衰減到零而衰減到零。同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中出現(xiàn)變電感系數(shù)的主要原因？解決方法？答：（1）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)是定，轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在凸極機(jī)中有些磁通路徑的磁導(dǎo)也隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作周期性變化，致使定，轉(zhuǎn)子繞組間的互感應(yīng)系數(shù)隨著轉(zhuǎn)子位置發(fā)生周期性變化。（2） 轉(zhuǎn)子在磁路上致使分別對(duì)于d軸和q軸對(duì)稱而不是隨意對(duì)稱的。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致定子各繞組的自感和互感的周期性變化。解決方法：由于電機(jī)在轉(zhuǎn)子的縱軸向和橫軸向的磁導(dǎo)

10、都是完全確定的，為了分析電樞磁勢(shì)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場的作用，可以采用雙反應(yīng)理論把電樞磁勢(shì)分解為縱軸分量和橫軸分量，這就避免了在同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)分析中出現(xiàn)變參數(shù)的問題。同步電機(jī)發(fā)生三相突然短路時(shí)，定子，轉(zhuǎn)子繞組中各長生哪些電流分量，它們之間的關(guān)系如何，各按什么時(shí)間常數(shù)衰減同步電機(jī)發(fā)生三相突然短路時(shí)，定子繞組中將產(chǎn)生基頻自由電流，非周期電流，倍頻電流三種自由電流分量以及穩(wěn)態(tài)短路強(qiáng)制分量；轉(zhuǎn)子繞組除了有勵(lì)磁電壓產(chǎn)生的勵(lì)磁電流這種強(qiáng)制分量外，還會(huì)相對(duì)產(chǎn)生自由直流和基頻交流兩種自由電流分量。這些電流分量的分析是以磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t為基礎(chǔ)的。在短路產(chǎn)生后，定子繞組中將同時(shí)出現(xiàn)2種電流：一種是基頻電流，產(chǎn)生一個(gè)同步旋轉(zhuǎn)地磁勢(shì)對(duì)

11、定子各相繞組產(chǎn)生交變磁鏈，用以抵消轉(zhuǎn)子主磁場對(duì)定子各相繞組產(chǎn)生的交變磁鏈；另一種是直流，共同產(chǎn)生一個(gè)在空間靜止的磁勢(shì)，它對(duì)各相繞組分別產(chǎn)生不變的磁鏈，這樣維持定子三相繞組的磁鏈初值不變。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子縱軸向和橫軸向的磁阻不同，只有在恒定磁勢(shì)上增加一個(gè)適當(dāng)磁阻變化的具有兩倍同步頻率的交變分量，才可能得到不變的磁通。因此，定子三相電流中，還應(yīng)有兩倍同步頻率的電流，與直流分量共同作用，才能維持定子繞組的磁鏈初值不變。突然短路后，定子電流將對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強(qiáng)烈的純?nèi)ゴ判缘碾姌蟹磻?yīng)。為了抵消電樞反應(yīng)的影響，維持磁鏈不變，勵(lì)磁繞組將產(chǎn)生一項(xiàng)直流電流。定子電流倍頻分量所產(chǎn)生的兩倍同步速的旋轉(zhuǎn)磁場，也對(duì)轉(zhuǎn)子

12、繞組產(chǎn)生同步頻率的交流磁鏈。為了抵消定子直流和倍頻電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)，轉(zhuǎn)子繞組中將出現(xiàn)同步頻率的電流。轉(zhuǎn)子繞組中的這項(xiàng)基頻電流也要反作用于定子。各種自由電流分量將隨著時(shí)間逐步衰減，對(duì)于無阻尼繞組的電機(jī)和有阻尼繞組電機(jī)其衰減的時(shí)間常數(shù)有所不同。 對(duì)于無阻尼繞組同步電機(jī)，定子自由電流的非周期分量按定子繞組的時(shí)間常數(shù)Ta衰減，同它有依存關(guān)系的定子電流倍頻分量以及轉(zhuǎn)子電流的基頻分量也按照同一時(shí)間常數(shù)衰減；勵(lì)磁繞組的自由電流以及同它有依存關(guān)系的定子基頻電流的自由分量按照勵(lì)磁繞組的時(shí)間常數(shù)Td衰減。對(duì)于有阻尼繞組同步電機(jī)，定子自由電流的非周期分量按定子繞組的時(shí)間常數(shù)Ta衰減，同它有依存關(guān)系的定子電流倍頻分

13、量以及轉(zhuǎn)子個(gè)繞組中基頻電流的也按照同一時(shí)間常數(shù)衰減；定子橫軸基頻電流的自由分量同橫軸阻尼繞組的自由直流對(duì)應(yīng)，按照橫軸阻尼繞組的時(shí)間常數(shù)Tq衰減；定子縱軸基頻電流的自由分量同勵(lì)磁繞組和縱軸阻尼繞組的自由直流對(duì)應(yīng)，可以近似分為按不同的時(shí)間常數(shù)衰減的兩個(gè)分量，其中迅速衰減的分量稱為次暫態(tài)分量，時(shí)間常數(shù)為Td，衰減比較緩慢的分量稱為暫態(tài)分量，其時(shí)間常數(shù)為Td,且有Td>>Td。第十一章潮流計(jì)算三種節(jié)點(diǎn)PQ節(jié)點(diǎn) 注入有功功率Pi和無功功率Qi是給定的。相當(dāng)于實(shí)際電力系統(tǒng)中的一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，或有功和無功功率給定的發(fā)電機(jī)母線。通常變電所都是這一類型的節(jié)點(diǎn)。PV節(jié)點(diǎn)（電壓控制母線）有功功率Pi和電壓

14、幅值Ui為給定。這種類型節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)母線節(jié)點(diǎn)，或者相當(dāng)于一個(gè)裝有調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器的變電所母線。一般選擇有一定無功儲(chǔ)備的發(fā)電廠和具有可調(diào)無功電源設(shè)備的變電所為PV節(jié)點(diǎn)。平衡節(jié)點(diǎn) 用來平衡全電網(wǎng)的功率。平衡節(jié)點(diǎn)的電壓幅值Ui和相角i是給定的，通常以它的相角為參考點(diǎn)，即取其電壓相角為零。一個(gè)獨(dú)立的電力網(wǎng)中只設(shè)一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。一般選主調(diào)頻發(fā)電廠為平衡節(jié)點(diǎn)。雅克比矩陣的特點(diǎn)：1矩陣中各元素是節(jié)點(diǎn)電壓的函數(shù),在迭代過程中,這些元素隨著節(jié)點(diǎn)電壓的變化而變化；2導(dǎo)納矩陣中的某些非對(duì)角元素為零時(shí),雅可比矩陣中對(duì)應(yīng)的元素也是為零.若0ijY=,則必有0ijJ=；3雅可比矩陣不是對(duì)稱矩陣潮流計(jì)算的約束條件答：（

15、1）所有節(jié)點(diǎn)電壓必須滿足 ；（2）所有電源節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率必須滿足 ， ；（3） 某此節(jié)點(diǎn)之間電壓的相位差應(yīng)滿足牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算基本原理牛頓-拉夫遜法實(shí)質(zhì)上就是切線法，是一種逐步線性化的方法潮流計(jì)算的基本步驟答：（1）形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。（2）設(shè)定節(jié)點(diǎn)電壓的初值。（3）將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求得修正方程式中的不平衡量。（4）將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素。（5）求解修正方程式，求得各節(jié)點(diǎn)電壓的增量。（6）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，返回第3步進(jìn)入下一次迭代，直到滿足收斂判據(jù)為止。（7）最后計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率、損耗。P-Q分解法潮流計(jì)算P-Q分解法師極坐標(biāo)形式牛頓-拉夫遜法

16、潮流計(jì)算的一種簡化算法。這些簡化只涉及修正方程的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。第十五章同步運(yùn)行狀態(tài)：所有并聯(lián)運(yùn)行的同步電機(jī)都有相同的電角速度。表征運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)具有接近于不變數(shù)值。電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中收到微笑的或大的擾動(dòng)后能否繼續(xù)保持系統(tǒng)中同步電機(jī)間同步運(yùn)行的問題稱為電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性是根據(jù)受擾后系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位移角的變化規(guī)律來判斷的，因此，這種性質(zhì)的穩(wěn)定性又稱為功角穩(wěn)定性。功角概念：功角在電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的研究中占有特別重要的地位。它除了表示電勢(shì)和電壓之間的相位差，即表征系統(tǒng)的電磁關(guān)系之

17、外，還表明了各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。功角特性：角度為電勢(shì)Eq與電壓V之間的相位角。因?yàn)閭鬏敼β实拇笮∨c相位角密切相關(guān)，因此又稱為功角或功率角。傳輸功率與功角的關(guān)系Pe=f（）稱為功角特性或功率特性。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中收到微小擾動(dòng)后嗎，獨(dú)立回復(fù)到它原來的運(yùn)行狀態(tài)的能力。判別系統(tǒng)在給定的平衡點(diǎn)運(yùn)行時(shí)是否具有靜態(tài)穩(wěn)定： 極限形式>0。暫態(tài)穩(wěn)定：電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，收到一個(gè)大的擾動(dòng)后，能從原來的運(yùn)行狀態(tài)，不失去同步地過度到新的運(yùn)行狀態(tài)，并在新運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定的運(yùn)行。慣性時(shí)間常數(shù)：反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械慣性的重要參數(shù)，是轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下的動(dòng)能的兩倍除以基準(zhǔn)功率。暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)：可以用

18、電力系統(tǒng)受大擾動(dòng)后功角隨時(shí)間變化的特性作為暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)。第十六章凸極式發(fā)電機(jī)功率特性：與隱極發(fā)電機(jī)不同，多了一項(xiàng)與發(fā)電機(jī)電勢(shì)，即與勵(lì)磁無關(guān)的兩倍功角的正弦項(xiàng)，該項(xiàng)是由于發(fā)電機(jī)縱、橫軸磁阻不同而引起的，故又稱為磁阻功率。磁阻功率的出現(xiàn)，使功率與功角成非正弦關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)接線及參數(shù)對(duì)功率特性的影響1.串聯(lián)電阻的影響：由于串聯(lián)電阻的存在，發(fā)電機(jī)的功率特性PEq()，與無電阻時(shí)相比，向上移動(dòng)了Eq2/sin，向右移動(dòng)了角。而系統(tǒng)的功率特性PV()正好相反，向下移動(dòng)了V2/sin，向左移動(dòng)了角。2.并聯(lián)電阻：由于12<0，發(fā)電機(jī)的功率特性PEq向上移動(dòng)了Eq2/sin11，但向左移動(dòng)了一個(gè)的角度；而

19、PV則向下移動(dòng)sin22，向右移動(dòng)了的角度。3.并聯(lián)電抗：與未接電抗器時(shí)的極限PEqm=相比，由于X12>Xd，所以在電勢(shì)Eq和電壓V與并聯(lián)電抗接入前相同時(shí)，接入并聯(lián)電抗將使功率極限減小。無調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓的變化當(dāng)不調(diào)節(jié)磁力而保持電勢(shì)Eq不變時(shí)，隨著發(fā)電機(jī)輸出功率的緩慢增加，功角也增大，發(fā)電機(jī)端電壓VG 便要減小。直接聯(lián)接兩個(gè)不變電勢(shì)節(jié)點(diǎn)間的輸電系統(tǒng)中任一點(diǎn)的電壓，隨著兩個(gè)電勢(shì)間的相角增大，其值均要減小，減小的程度取決于改點(diǎn)與兩個(gè)電勢(shì)間的電氣距離。當(dāng)兩個(gè)不變電勢(shì)大小相等時(shí)，兩電勢(shì)間的電氣距離的中點(diǎn)，其電壓減小最多。兩個(gè)電勢(shì)間的相角為0°或360°時(shí)，電氣中點(diǎn)的電

20、壓最高；兩電勢(shì)間的相角為180°時(shí)，電器中點(diǎn)的電壓最低。相角為180°時(shí)電壓最低的點(diǎn)稱為振蕩中心。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)功率特性的影響發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器后，當(dāng)功角增大、VG 下降時(shí)，調(diào)節(jié)器將增大勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq增大，直到端電壓恢復(fù)（或接近）整定值VG0為止。由功率特性PEq=sin可以看出，調(diào)節(jié)器使Eq隨功角增大而增大，故功率特性與功角不再是正弦關(guān)系了。它在90°的某一范圍內(nèi)，仍然具有上升的性質(zhì)。這是因?yàn)樵?0°附近，當(dāng)增大時(shí)，Eq的增大要超過sin的減小。實(shí)際上，一般的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器并不能完全保持VG不變，因而VG將隨功率P及功角的增大而有所下降

21、。但Eq則將隨P及的增大而增大。在實(shí)際計(jì)算中，可以根據(jù)調(diào)節(jié)器的性能，認(rèn)為它能保持發(fā)電機(jī)內(nèi)的某一個(gè)電勢(shì)為恒定，并以此作為計(jì)算功率特性的條件（通常稱為發(fā)電機(jī)的計(jì)算條件或叫維持電壓的能力）復(fù)雜電力系統(tǒng)功率特性特點(diǎn)：1.任一發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率，都與所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)及電勢(shì)間的相對(duì)角有關(guān)，因而任一發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化，都要影響到所有其余發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。2.任一發(fā)電機(jī)的功角特性，是它與其余所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子間相對(duì)角的函數(shù)，是多變函數(shù)，因而不能在 P-平面上畫出功角特性。同時(shí)公交極限的概念也不明確，一般也不能確定其功率極限。第十七章暫態(tài)穩(wěn)定分析計(jì)算的基本假設(shè)？原因？基本假設(shè)1、忽略發(fā)電機(jī)定子電流的非周期分量

22、和與它相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn) 子電流的周期分量. 原因一方面由于定子非周期分量電流衰減時(shí)間常數(shù)很小，另一方面，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩以同步頻率作周期變化，其轉(zhuǎn)矩近似為 ， 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩以同步頻率作周期變化，其轉(zhuǎn)矩近似為0，由于轉(zhuǎn)子機(jī)械慣性 較大，因而對(duì)轉(zhuǎn)子整體相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響很小。2、發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí),不計(jì)零序和負(fù)序電流對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響. 原因負(fù)序分量平均轉(zhuǎn)矩近似為0；零序不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。3、忽略暫態(tài)過程中發(fā)電機(jī)的附加損耗. 原因 這些附加損耗對(duì)轉(zhuǎn)子的加速度有一定的制動(dòng)作用，但其數(shù)值不大，忽略它們使計(jì)算結(jié)果略保守4、不考慮頻率變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響. 原因：發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速偏離同步轉(zhuǎn)速不多，可以考慮頻率變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響引

23、起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的主要原因（1）負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶等；（2）切除或投入系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)、變壓器及線路等；（3）發(fā)生短路故障，短路故障擾動(dòng)最嚴(yán)重，作為檢驗(yàn)系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定的條件。等面積定則答：當(dāng)加速面積和減速面積大小相等時(shí)，轉(zhuǎn)子動(dòng)能增量為零，發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)到同步速度。當(dāng)不考慮振蕩中的能量損耗時(shí)，可以再功角特性上，根據(jù)等面積定則簡便地確定最大搖擺角max,并判斷出系統(tǒng)穩(wěn)定性。最大可能的減速面積大于加速面積，是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件。極限切除角當(dāng)最大可能的減速面積小于加速面積時(shí)，如果減小切除角C,這既減小了加速面積，又增大了最大可能減速面積。這就有可能使原來不能保持暫態(tài)

24、穩(wěn)定的系統(tǒng)變成能保持暫態(tài)穩(wěn)定了。如果在某一切除角時(shí)，最大可能的減速面積與加速面積大小相等，則系統(tǒng)處于穩(wěn)定的極限情況。這個(gè)角度稱為極限切除角C·lim簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定判斷的極值比較法為了判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，還必須知道轉(zhuǎn)子抵達(dá)極限切除角所用的時(shí)間，即所謂切除故障的極限允許時(shí)間（簡稱為極限切除時(shí)間tc·lim）若CC·lim，系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的，若tctc·lim，系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。復(fù)雜電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的近似計(jì)算的簡化假設(shè)：（1） 發(fā)電機(jī)用電抗x'd及其后的電勢(shì)E'表示，E'=常數(shù)，而且用E'的相位'代替轉(zhuǎn)子的“絕對(duì)

25、”角；（2） 符合用恒定阻抗表示；（3） 不考慮原動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)作用，即PT=常數(shù)。復(fù)雜系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的特點(diǎn)：1。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程也是用每一臺(tái)發(fā)電機(jī)的“絕對(duì)”角i和“絕對(duì)”角速度i 來描述的，計(jì)算公式簡單。2.發(fā)電機(jī)的電磁功率是n-1個(gè)相對(duì)角ij的函數(shù)。3.對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)不能再用等面積定則來確定極限切除角，而是按給定的故障切除時(shí)間tc進(jìn)行計(jì)算，算到t=tc時(shí)刻，以系統(tǒng)再發(fā)生一次擾動(dòng)來處理，從而算出發(fā)電機(jī)的搖擺曲線。復(fù)雜電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的判斷：系統(tǒng)受到大的干擾后各發(fā)電機(jī)之家能否繼續(xù)保持同步運(yùn)行，是根據(jù)各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間相對(duì)角的變化特性來判斷的。在相對(duì)角中，只要有一個(gè)相對(duì)角隨時(shí)間變化趨勢(shì)是不斷增大的

26、，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。如果所有相對(duì)角經(jīng)過振蕩之后都能穩(wěn)定在某一值，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。第十八章運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的基本概念：對(duì)一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)通常是用一組微分方程來描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。例如，電力系統(tǒng)用轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程來描述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)；用同步電機(jī)的基本方程派克方程來描述發(fā)電機(jī)的電磁運(yùn)動(dòng)等等。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其性質(zhì)，是由這些微分方程組的解來表征的。未受擾運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性必須通過受擾運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來判斷。李雅普諾夫穩(wěn)定性判斷原則：（1） 若線性化方程A矩陣的所有特征值的實(shí)部均為負(fù)值，線性化方程的解釋穩(wěn)定的，則非線性系統(tǒng)也是穩(wěn)定的。（2） 若線性化方程的A矩陣至少有一個(gè)實(shí)部為正值的特征值，線性化方程的解是不穩(wěn)定的，則

27、非線性系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的。（3） 若線性化方程的A矩陣有零值或?qū)嵅繛榱愕奶卣髦?，則非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要計(jì)及非線性部分R(X)才能判定。一個(gè)非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)擾動(dòng)很小時(shí)，可以轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)來研究它。這種方法稱為小擾動(dòng)法。微小擾動(dòng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是研究電力系統(tǒng)在平衡點(diǎn)附近的“鄰域”特性問題，而大擾動(dòng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是研究電力系統(tǒng)從一個(gè)平衡點(diǎn)向另一個(gè)新的平衡點(diǎn)（或經(jīng)多次大擾動(dòng)后回到原來的平衡點(diǎn)）的過渡特性問題。用小擾動(dòng)法分析計(jì)算電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的步驟：1.列些電力系統(tǒng)各元件的微分方程以及聯(lián)系各元件關(guān)系的代數(shù)方程。2.分別對(duì)微分方程和代數(shù)方程線性化。3.消去方程中的非狀態(tài)變量，求出線性化小擾動(dòng)狀態(tài)方程及矩

28、陣A。4.進(jìn)行給定運(yùn)行情況的初態(tài)計(jì)算，確定A矩陣個(gè)元素的值。5.確定或判斷A矩陣特征值實(shí)部的符號(hào)，判斷系統(tǒng)在給定的運(yùn)行條件下是否具有靜態(tài)穩(wěn)定性。方法有二：直接求出A矩陣的所有特征值；求出式的特征方程，有特征方程的系數(shù)間接判斷特征值實(shí)部的符號(hào)。參考軸選擇:為了消除零特征值,在復(fù)雜電力系統(tǒng)中,必須用相對(duì)角作為變量;當(dāng)不存在比例于”絕對(duì)”速度的阻尼項(xiàng)時(shí),還必須以相對(duì)速度作為變量,也就是說,要以某一臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子作為參考軸來列寫小擾動(dòng)方程簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)1.不計(jì)阻尼作用時(shí) 判據(jù)為 SEq=0，與此相對(duì)應(yīng)的用運(yùn)行參數(shù)表示的穩(wěn)定判據(jù)為090°2.計(jì)阻尼作用時(shí) （1）綜合阻尼系數(shù)D0時(shí)，正

29、阻尼 當(dāng)SEq>0，且D2>4SEqTJ/N時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。通常稱為過阻尼的情況。 當(dāng)SEq>0，但D2<4SEqTJ/N時(shí)，是一個(gè)衰減的震蕩，系統(tǒng)穩(wěn)定。當(dāng)SEq<0時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，非周期失去穩(wěn)定。（2）D<0，負(fù)阻尼，將是一個(gè)振幅不斷增大的振蕩。通常稱為周期性的失去穩(wěn)定，有時(shí)又稱自發(fā)振蕩。在D<0導(dǎo)致自發(fā)振蕩而失去穩(wěn)定的過程中，發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)在P-平面上講圍繞平衡點(diǎn)作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響.（1） 比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以提高和改善系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性。其擴(kuò)大了穩(wěn)定運(yùn)行范圍，發(fā)電機(jī)可以運(yùn)行在SEq<0，即>90

30、76;的一定范圍內(nèi)，也增大了穩(wěn)定極限功率，提高了輸送能力。（2）具有比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)不能運(yùn)行在 SEq<0 情況下。（3）放大倍數(shù)的整定值是應(yīng)用比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器要特別注意的問題。（4）多參數(shù)的比例式調(diào)節(jié)器比單參數(shù)的優(yōu)越?？梢杂闷渲械囊粋€(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)（如按電流偏差調(diào)節(jié)）來擴(kuò)大穩(wěn)定域，而用另一個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)（如按電壓偏差調(diào)節(jié)）來提高功率極限，從而使穩(wěn)定極限得到較大的增加。改進(jìn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的幾種途徑由于發(fā)電廠沒有近距離的負(fù)荷，發(fā)電機(jī)的端電壓可以允許有較大的變動(dòng)。這樣，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)中的主要作用便從維持發(fā)電機(jī)端電壓、保證電能質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣唠娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定性了。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)阻尼效應(yīng)，使得調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)不能整定得過大，需要改進(jìn)，目的是設(shè)法削弱和克服勵(lì)磁調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的負(fù)阻尼效應(yīng)，抑制和防止電力系統(tǒng)發(fā)生自發(fā)振蕩。（1） 對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償（2） 按運(yùn)行參數(shù)偏差的導(dǎo)數(shù)來調(diào)節(jié)勵(lì)磁（3） 開發(fā)新型的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)Ksm(P)的計(jì)算問題為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，不能允許電力系統(tǒng)運(yùn)行在穩(wěn)定的極限附近，而要留有一定的的裕度，這個(gè)裕度通常用穩(wěn)定儲(chǔ)備系統(tǒng)來表示。以有功功率表示的靜態(tài)