簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定

1、2022-2-2 楊培宏楊培宏 Email： Tel ： 158-4866-8947 2022-2-21、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的概述、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的概述2、 同步發(fā)電機(jī)的機(jī)電特性同步發(fā)電機(jī)的機(jī)電特性3、 簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析2022-2-2 靜態(tài)穩(wěn)定：是指電力系統(tǒng)受到小擾動后，不發(fā)生非靜態(tài)穩(wěn)定：是指電力系統(tǒng)受到小擾動后，不發(fā)生非周期失步，自動恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力，系統(tǒng)靜周期失步，自動恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力，系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定；若不能恢復(fù)到初始的運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)靜態(tài)態(tài)穩(wěn)定；若不能恢復(fù)到初始的運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)靜態(tài)失穩(wěn)。失穩(wěn)。 小擾動就是指：小負(fù)荷的投入、切除；系

2、統(tǒng)接線方小擾動就是指：小負(fù)荷的投入、切除；系統(tǒng)接線方式的變化；氣溫、氣壓等因素引起的系統(tǒng)參數(shù)變化；式的變化；氣溫、氣壓等因素引起的系統(tǒng)參數(shù)變化；發(fā)電機(jī)原動機(jī)出力的輕微變化。發(fā)電機(jī)原動機(jī)出力的輕微變化。2022-2-2根據(jù)旋轉(zhuǎn)物體的力學(xué)定律知：根據(jù)旋轉(zhuǎn)物體的力學(xué)定律知： 其中其中 轉(zhuǎn)子機(jī)械角加速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角加速度 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度 作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡轉(zhuǎn)矩 TEdJJMMMdt JM（1）2022-2-2當(dāng)發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其動能為當(dāng)發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其動能為對方程（對方程（2）兩邊同時(shí)除以）兩邊同時(shí)除以 轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值轉(zhuǎn)

3、矩基準(zhǔn)值 可得：可得： 又又 2012KWJ202KWdMdt 0BBSM20*0022KKBBWWddMSdtSdt 00;PP 公式（公式（1 1）可表示為）可表示為（2）（3）2022-2-2所以有 （4） 從而有 （6） 發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，s。其物理意義為：在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上加額定轉(zhuǎn)矩后，轉(zhuǎn)子從停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間。*0022KKBBWWddMSdtSdt 2KJBWTSJT*0JTdMdt *JdTMdt （5）又則2022-2-2由于發(fā)電機(jī)的慣性較大，一般機(jī)械角速度 的變化不大，故近似認(rèn)為 故有：所以公式（6）可寫成 (7)PE與發(fā)電機(jī)的功率角 有著密切的關(guān)系：故用功

4、率角 來代替發(fā)電機(jī)的角頻率 ，具體分析如下： 0 0*0/TEBBBBMMMPMPPSSSS*1()TEJdPPdtT進(jìn)入2022-2-2發(fā)電機(jī)的q軸（ ）以電角速度 旋轉(zhuǎn)，某一參考相量 以同步電角速度 旋轉(zhuǎn)，他們之間的夾角為當(dāng) 不等于 時(shí)，顯然存在如下關(guān)系：qEU00022ddtdddtdt所以將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程寫成狀態(tài)方程的形式如下：2022-2-2*0*1()TEJddtdPPdtT若 也用標(biāo)幺值表示時(shí)，則則可得發(fā)電機(jī)的二階動態(tài)模型*0 0(1)1()TEJddtdPPdtT2022-2-2簡單電力系統(tǒng)接線圖如右圖所示，其功角特性方程如下：sinqTdLE UPxxx分析簡單電力系統(tǒng)

5、的靜態(tài)穩(wěn)定性，需作如下幾點(diǎn)假設(shè)：（1）發(fā)電機(jī)采用隱極機(jī)，即xd=xq（2）不計(jì)及自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，P=const，Eq=const2022-2-20(1)1()TEJddtdPPdtT發(fā)電機(jī)的二階動態(tài)模型為：2022-2-2對于運(yùn)行點(diǎn)a，當(dāng)系統(tǒng)受到小擾動后能夠自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，因此a點(diǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定的；對于運(yùn)行點(diǎn)b，受到擾動后，不是轉(zhuǎn)移到運(yùn)行點(diǎn)a，就是非周期的失去穩(wěn)定，故b點(diǎn)是不穩(wěn)定的，即系統(tǒng)本身沒有能力維持在b點(diǎn)運(yùn)行。所以說，系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定是以 為分界點(diǎn)，當(dāng) 時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定；當(dāng) 時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。9090902022-2-2ab從功角特性圖上看出，靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)也可表示為：000EEEdPddPddPd系統(tǒng)臨界穩(wěn)定系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)靜態(tài)失穩(wěn)2022-2-2END THANKS！2022-2-2qdEUjx I同步發(fā)電機(jī)的電壓平衡方程為：又視在功率：() () =()()dqdqddqqqddqSUIUjUIjIU IU Ij U IU IddqqqddqPU IU IQU IU I所以：2022-2-2sincosdqUUUU又將電壓平衡方程改為復(fù)數(shù)的形式，可得：()()qdqddqjEUj