电力系统分析第13章---电力系统的静态稳定性ppt课件.ppt

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1、电力系统分析电力系统分析 提高电力系统静态稳定的措施。提高电力系统静态稳定的措施。电力系统分析电力系统分析2121TLTddXXXXX等效电抗等效电抗电力系统分析电力系统分析sindqEqXUEP a b ab900电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析EqEqdPSd0 发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率dqMXUEP电力系统电力系统静态稳定的实用判据静态稳定的实用判据稳定功率极限稳定功率极限 电力系统分析电力系统分析cos2dqdEqXUEXUQ 电力系统分析电力系统分析ddqEqXUXUEQ2dqddqEqXUEXUXEUQ22电力

2、系统分析电力系统分析UQEqUQEqUQEq)(调相机的静态电压特性曲线调相机的静态电压特性曲线 dqddqEqXUEXUXEUQ22电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统接线电力系统接线 电力系统分析电力系统分析电压的稳定性电压的稳定性 0QU0QU0dUQda点点0dUQd0QU0QU静态稳定静态稳定b点点静态不稳定静态不稳定电力系统分析电力系统分析)0()0(%UUUKcrU100% 0dUQd电力系统分析电力系统分析 电源有功功率的静态频率特性曲线电源有功功率的静态频率特性曲线 电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析0)(dfPPddfPdLG 频率的稳定性

3、频率的稳定性 电力系统分析电力系统分析小扰动法是根据小扰动法是根据李雅普诺夫稳定性理论李雅普诺夫稳定性理论，以线性化分，以线性化分析为基础的分析方法。析为基础的分析方法。特征方程式根的特征方程式根的实部皆为负值实部皆为负值时，该系统是时，该系统是稳定稳定的；的； 特征方程式的根特征方程式的根实部有正值实部有正值时，该系统是时，该系统是不稳定不稳定的。的。小扰动法分析简单电力系统静态稳定的小扰动法分析简单电力系统静态稳定的步骤步骤:列出系统中描述各元件运动状态的列出系统中描述各元件运动状态的微分方程组微分方程组； 将以上非线性方程线性化处理，得到将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微近似的

4、线性微分方程组分方程组； 根据近似方程式根据近似方程式根的性质根的性质（根实部的正、负性或者（根实部的正、负性或者零值）判断系统的稳定性。零值）判断系统的稳定性。电力系统分析电力系统分析简单电力系统电磁功率简单电力系统电磁功率sindqEqXUEP)sin(0dqEqXUEPEqTEqEqdqPPPPddPXUE000sin当系统受到小扰动时，当系统受到小扰动时，0 0将将P PEqEq在在0 0附近按泰勒级数展开附近按泰勒级数展开2220000! 21sin)sin(dPdddPXUEXUEPEqEqdqdqEq电力系统分析电力系统分析=1+00)(dtddtd)sin(100ddPXUEP

5、TEqdqTJ)sin(1)1 (0dqTJXUEPTdtddtd00sin00100dJqJTEqJXTUETPddPT)sin(1dqTJXUEPTdtd0) 1(dtd0电力系统分析电力系统分析李雅普诺夫稳定性理论：李雅普诺夫稳定性理论：(1)若状态方程系数矩阵的所有特征值若状态方程系数矩阵的所有特征值都为负实数都为负实数或是具有负实部的复数或是具有负实部的复数，则系统是，则系统是稳定稳定的；的；(2)若特征值中出现若特征值中出现一个零根或实部为零的一对虚一个零根或实部为零的一对虚根根，则系统处于，则系统处于稳定的边界稳定的边界；(3)若特征值有若特征值有一个正实数或一对具有正实部的虚一

6、个正实数或一对具有正实部的虚根根，则系统是，则系统是不稳定不稳定的的;(4)特征值仅是特征值仅是一个正实数一个正实数时，系统将时，系统将非周期性失非周期性失去稳定去稳定；(5)特征值为特征值为一对具有实部的复数一对具有实部的复数时时,系统将系统将周期性周期性增幅振荡而失去稳定增幅振荡而失去稳定。电力系统分析电力系统分析二阶微分方程组特征方程的根为二阶微分方程组特征方程的根为:当当 时，时， 为为一个正实根和一个负实根一个正实根和一个负实根，故，故系统是系统是不稳定不稳定的。的。当当 时，时， 为一对虚根，系统不稳定。为一对虚根，系统不稳定。实际上实际上，系统中由于阻尼作用，系统中由于阻尼作用，

7、和和将作衰减的将作衰减的振荡，最后都稳定在初始值，振荡，最后都稳定在初始值，系统恢复同步系统恢复同步。002 , 1ddPTEqJ00ddPEq2, 100ddPEq2, 1静态稳定判据静态稳定判据0ddPEq电力系统分析电力系统分析总的总的阻尼功率阻尼功率近似表示为近似表示为 DPD计及阻尼功率后，发电机转子运动方程为计及阻尼功率后，发电机转子运动方程为矩阵形式矩阵形式0dtd)(10ddPDTdtdEqJJEqJTDddPT0100电力系统分析电力系统分析特征方程的特征值为特征方程的特征值为特征值特征值具有负实部的条件具有负实部的条件0022, 14212ddPTDTTDEqJJJ000d

8、dPSDEqEq 当当D0D0，且，且 时，时，为为两个负实根两个负实根，发电机的状态，发电机的状态变量变量衰减到初始值衰减到初始值； 当当D0D0，但，但 时，时，为一对具有为一对具有负实部负实部的共轭复根，的共轭复根，发电机状态变量最后发电机状态变量最后稳定在初始值稳定在初始值； 当当D0D0时，特征方程式的根时，特征方程式的根 至少有一个是至少有一个是正实数正实数或两个都为或两个都为具具有正实部的共轭复根有正实部的共轭复根，系统都是，系统都是不稳定不稳定的。的。0024ddPTDEqJ0024ddPTDEqJ2, 1电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析无励磁调节器的隐极机端电

9、压相量图无励磁调节器的隐极机端电压相量图 电力系统分析电力系统分析图图13.5 自动调节励磁系统对功角特性的影响自动调节励磁系统对功角特性的影响qmE电力系统分析电力系统分析 实际运行中，自动励磁系统并不能完全保持发电机端电压U 不变，而是U 将随功率P及功角的增大有所下降。介于保持E与U 之间的某一电势为常数，例如发电机暂态电势 为常数。 由于 ， ，所以，维持 常数的自动励磁调节器的性能不如维持 常数的调节器。qEGGqGUGmEqmPPUGmqmEqEGU电力系统分析电力系统分析图图15.1 不同励磁调节方式的稳定极限不同励磁调节方式的稳定极限1 无自动励磁调节装置时，系无自动励磁调节装

10、置时，系统静态稳定极限由统静态稳定极限由 0的条件确定，即图中的的条件确定，即图中的a点。点。EqS结构结构:自动励磁调节器、强行励磁和灭磁装置。自动励磁调节器、强行励磁和灭磁装置。类型类型 按使用的元件分有机械型、电磁型、晶体管型；按使用的元件分有机械型、电磁型、晶体管型； 按作用原理分有比例式调节器、强力式调节器等。按作用原理分有比例式调节器、强力式调节器等。电力系统分析电力系统分析 2 发电机装有按照某运行参数偏移量调节的比例式励磁调发电机装有按照某运行参数偏移量调节的比例式励磁调节器节器当发电机功率变化时，如果放大倍数选择得当，可大致当发电机功率变化时，如果放大倍数选择得当，可大致保持

11、保持 常数，由常数，由 0确定静态稳定极限与确定静态稳定极限与 的功率极的功率极限一致，如图中的限一致，如图中的b点。点。qEqESqEP 3 当发电机装有按两个参数偏移量调节的比例式励磁调节器当发电机装有按两个参数偏移量调节的比例式励磁调节器 其稳定极限同样与其稳定极限同样与 0对应，其稳定极限则更大，为图中对应，其稳定极限则更大，为图中的的c点。点。 qES电力系统分析电力系统分析dqMXUEP减小发电机和变压器的电抗减小发电机和变压器的电抗减小线路电抗减小线路电抗减小线路电抗可釆用以下方法减小线路电抗可釆用以下方法:用电缆代替架空线；用电缆代替架空线；釆用扩径导线；釆用扩径导线；釆用分裂导线。釆用分裂导线。电力系统分析电力系统分析 补偿度补偿度 LccXXK/ 增加输电线路的回路数，减小线路电抗。增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效 电抗。电抗。 在系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。在系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。