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文档简介
电力系统分析基础
FundamentalofPowerSystem
杨培宏
Email:yangpeihong1025@163.comTel:158-4866-8947
内蒙古科技大学信息工程学院电气自动化教研室2/2/2023第一章电力系统的静态稳定性1、电力系统静态稳定性的概述2、同步发电机的机电特性3、简单电力系统静态稳定性分析2/2/20231、电力系统静态稳定的概述
静态稳定:是指电力系统受到小扰动后,不发生非周期失步,自动恢复到初始运行状态的能力,系统静态稳定;若不能恢复到初始的运行状态,则系统静态失稳。小扰动就是指:小负荷的投入、切除;系统接线方式的变化;气温、气压等因素引起的系统参数变化;发电机原动机出力的轻微变化。2/2/2023根据旋转物体的力学定律知:
其中—转子机械角加速度—转子的转动惯量—转子机械角速度—作用在转子上的不平衡转矩
2、同步发电机的机电特性(1)2/2/2023当发电机以额定转速旋转时,其动能为对方程(2)两边同时除以转矩基准值可得:
又
公式(1)可表示为(2)(3)2/2/2023所以有(4)
从而有(6)—发电机的惯性时间常数,s。其物理意义为:在发电机转子上加额定转矩后,转子从停止状态转到额定转速时所经过的时间。(5)又则2/2/2023由于发电机的惯性较大,一般机械角速度的变化不大,故近似认为故有:所以公式(6)可写成
(7)PE与发电机的功率角有着密切的关系:故用功率角来代替发电机的角频率,具体分析如下:
进入2/2/2023发电机的q轴()以电角速度旋转,某一参考相量以同步电角速度旋转,他们之间的夹角为当不等于时,显然存在如下关系:所以将发电机的转子运动方程写成状态方程的形式如下:2/2/2023若也用标幺值表示时,则则可得发电机的二阶动态模型2/2/20233、简单电力系统静态稳定性分析简单电力系统接线图如右图所示,其功角特性方程如下:分析简单电力系统的静态稳定性,需作如下几点假设:(1)发电机采用隐极机,即xd=xq(2)不计及自动调节系统,P=const,Eq=const2/2/2023发电机的二阶动态模型为:2/2/2023对于运行点a,当系统受到小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态,因此a点是静态稳定的;对于运行点b,受到扰动后,不是转移到运行点a,就是非周期的失去稳定,故b点是不稳定的,即系统本身没有能力维持在b点运行。所以说,系统的静态稳定是以为分界点,当时,系统稳定;当时,系统不稳定。2/2/2023ab从功角特性图上看出,静态稳定的判据也可表示为:系统临界稳定系统静态稳定系统静态失稳2/2/2023ENDTHANKS!2/2/2023同步发电机的功角特性同步发电机的电压平衡方程为:又视在功率:所以:2/2/2023
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