電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

1、1/18第第7章章 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定性穩(wěn)定性 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的暫態(tài)暫態(tài)穩(wěn)定性穩(wěn)定性本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)：2/187.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定的概念 在在受受到外界到外界干擾干擾的的情況下情況下發(fā)電機(jī)組間發(fā)電機(jī)組間維持同步維持同步運(yùn)運(yùn)行的行的能力能力。l系統(tǒng)振蕩系統(tǒng)振蕩l解列解列l(wèi)大面積的用戶停電大面積的用戶停電3/18分類分類l小擾動(dòng)穩(wěn)定性小擾動(dòng)穩(wěn)定性l暫態(tài)暫態(tài)穩(wěn)定性穩(wěn)定性l電壓穩(wěn)定性電壓穩(wěn)定性4/184) 4) 搖擺方程搖擺方程 n發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程eTddMMtJ*e*T22NJddMMtT如轉(zhuǎn)

2、速偏離同步轉(zhuǎn)速不大，如轉(zhuǎn)速偏離同步轉(zhuǎn)速不大， *=1，則，則*PPM*e*T22NJddPPtT機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)子相對(duì)同步旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角位移轉(zhuǎn)子相對(duì)同步旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角位移原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量5/187.2 發(fā)電機(jī)功率特性發(fā)電機(jī)功率特性 1) 1) 隱極機(jī)的功率特性隱極機(jī)的功率特性( (X Xd d = = X Xq q) ) 發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)GUdqIUqE dj XIsincosdqeXUEUIP Pe功角功角)(efP 功角特性功角特性功率特

3、性功率特性6/187.2 發(fā)電機(jī)功率特性發(fā)電機(jī)功率特性 2) 2) 凸極機(jī)的功率特性凸極機(jī)的功率特性( (X Xd d X Xq q) ) 發(fā)電機(jī)電磁功率發(fā)電機(jī)電磁功率2sin2)(sincosqdqd2dqeXXXXUXUEUIP PedqIUQE qj XIqE與電勢(shì)與電勢(shì)(勵(lì)磁勵(lì)磁)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)的二次項(xiàng)，稱為的二次項(xiàng)，稱為磁磁阻功率阻功率7/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 1) 1) 運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定性分析運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定性分析 Pm PPeab90cd輸出功率增加輸出功率增加機(jī)械功率不變機(jī)械功率不變減速減速輸出功率減少輸出功率減少機(jī)械功率不變機(jī)械功率不變加速加速l運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行點(diǎn)a穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

4、穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)8/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 1) 1) 運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定性分析運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定性分析 l運(yùn)行運(yùn)行點(diǎn)點(diǎn)bPm PPeab90輸出功率減少輸出功率減少機(jī)械功率不變機(jī)械功率不變加速加速輸出功率更少輸出功率更少機(jī)械功率不變機(jī)械功率不變加速加速e輸出功率更少輸出功率更少機(jī)械功率不變機(jī)械功率不變fh不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)9/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 2)2)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)Pm PPeab900ddP10/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 3)3)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的功率極限簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的功率極限P

5、m PPeab90dqmaxXUEPdqmaxXUEPl無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，隱極機(jī)無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，隱極機(jī)maxPl有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器11/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 4)4)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)l正常運(yùn)行時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)，1520%10000PPPKslPl事故后運(yùn)行，事故后運(yùn)行，10%12/187.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 5)5)提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施l提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)E 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器l減少系統(tǒng)的總電抗減少系統(tǒng)的總電抗X 采用分裂導(dǎo)線采用分裂導(dǎo)線 串聯(lián)補(bǔ)償（電容）串聯(lián)補(bǔ)償（電容） 增加輸電回

6、路數(shù)等增加輸電回路數(shù)等l提高和穩(wěn)定系統(tǒng)提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓電壓UsindqeXUEP13/187.4 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 1)1)定義定義l系統(tǒng)受到系統(tǒng)受到大擾動(dòng)大擾動(dòng)（元件的投退、大負(fù)荷的（元件的投退、大負(fù)荷的突然變化、短路故障等）的情況下，系統(tǒng)突然變化、短路故障等）的情況下，系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組保持中各發(fā)電機(jī)組保持同步同步運(yùn)行的能力運(yùn)行的能力14/187.4 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 2)2)假設(shè)假設(shè)l單機(jī)單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)無(wú)窮大系統(tǒng)l不考慮原動(dòng)機(jī)調(diào)速器的作用，即不考慮原動(dòng)機(jī)調(diào)速器的作用，即Pm恒定恒定l發(fā)電機(jī)經(jīng)典模型，發(fā)電機(jī)經(jīng)典模型，E恒定恒定l忽略定子電流的非周期分量和轉(zhuǎn)

7、子的周期分量忽略定子電流的非周期分量和轉(zhuǎn)子的周期分量l不對(duì)稱故障時(shí)，不計(jì)零序和負(fù)序電流對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)不對(duì)稱故障時(shí)，不計(jì)零序和負(fù)序電流對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響，只在故障處接入由故障類型確定的動(dòng)的影響，只在故障處接入由故障類型確定的附加阻抗附加阻抗Z 15/187.4 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 3)3)等面積法則等面積法則故障中故障中故障后故障后T2LT1dI21XXXXXT2LT1dIIIXXXXXT2LT1dIII)21)(XXXXXXXX故障前故障前dXT1XELXLXT2XUEdXT1XLXLXT2XULXdXT1XET2XUIIIIIIXXX16/187.4 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 3)3)等面積法則等面積法則 PPmPIIIPIIPIabcdefg cr clim 0 c加速面積加速面積減速面積減速面積等面積法則：加速面積和等面積法則：加速面積和減速面積相等減速面積相等極限切除角極限切除角k17/187.4 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 4)4)提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施l改善原動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性：快關(guān)汽門等改善原動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性：快關(guān)汽門等l切機(jī)切機(jī)等等sindqeXUEPeTddMMtJl采用電氣制動(dòng)采用電氣制動(dòng) 發(fā)電機(jī)附近裝設(shè)一發(fā)電機(jī)附近裝設(shè)一電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載，當(dāng)機(jī)組，當(dāng)機(jī)組加速時(shí)加速時(shí)自自動(dòng)投