文档介绍：天津理工大学中环信息学院
裴胜利
电力系统分析(暂态)
第八章电力系统的稳定性
一、基本概念
电力系统的运行状态
稳态:运行参数变化很小
电磁暂态过程——故障分析
(只考虑电磁变化,几十ms)
受到突然的扰动,运行参数变化很大
暂态:
机电暂态过程——稳定问题
(同时考虑电磁与机械参量)
稳态性
概念:受到扰动后,能否回到原来的状态或过渡到新的状态
静态稳定:受小干扰,偏离原状态,干扰消失后又恢复平衡
(特点:变化量小,可线性化分析)
暂态稳定:受大干扰,偏离有限,干扰消失后又恢复平衡
(特点:变化量大,不允许线性化处理)
动态稳定:受大干扰较长一段时间的过程,考虑调节与控制装置作用,时间较长
二、同步电机的转子运动方程
机械角加速度
转动惯量
原动机转矩
电磁转矩
机械角速度
ω
ω0
ω=0
Eq
U
δ0
δ
转子储存的动能:
转矩基准值:
三、简单电力系统的静态稳定
1、功角特性曲线
jXd
jXT1
jXL1
jXL2
jXT2
jXdΣ
凸极机
隐极机
2、静态稳定的概念
分析
a点时:受干扰δa获得正Δδ→PE获ΔP,P0不变→ΔM为负制动转矩,发电机减速, δ↘回到δa, ΔM=0,但惯性作用δ继续↘到a’’点停止减少,在a’’点ΔM>0故须加速, δ↗,但由于阻尼达不到a’点,经过几次振荡后回到a点,是静态稳定的。
b点时:受干扰增加Δδ→PE ↘,ΔM >0,故δ继续↗,不能回到b点。
受干扰减少Δδ时,由b点回到a点,但在b点不能建立稳定的平衡,故是不稳定的
稳定判据
时稳定
极限功率:
稳定储备系数:
正常运行:KP > 15%
故障状态:KP > 10%
3、利用小干扰法分析简单电力系统的静稳定
两个根:
分析:
当Seq>0时,P1,2=jβ
考虑到阻尼时,衰减振荡,稳定
当Seq<0时,P1=μ, P1=-μ
不稳定
4、调节励磁对电力系统静态稳定的影响
励磁维持端电压UG不变时,对应的功率特性曲线——外功率特性曲线在δ>900时仍然是稳定的,但由于的滞后调节,在δ<900范围内,对于装有调节器的系统,不能用dP/dδ判断,而应用小干扰法分析。
5、提高静态稳定的措施
采用自动励磁调节装置
减少元件的电抗
采用分裂导线
采用串联电容器
提高线路的额定电压等级
增加回路数
改善电网结构和采用中间补偿设备
四、简单电力系统的暂态稳定
1、分析
假设
PT不变(因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变化)
对不对称短路,不计零序及负序电流对转子的影响
(零序:Δ接法,无;负序:平均值为零的转矩,惯性大来不及反映)
只考虑正序分量的影响(用复合序网及等效等则)
X2Σ
X0Σ
X2Σ
X2Σ
X0Σ
单相接地
两相短路
两相接地短路
三相短路
短路点并入一个等效附加阻抗ZΔ