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文檔簡介
電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)
FundamentalofPowerSystem
楊培宏
Email:yangpeihong1025@163.comTel:158-4866-8947
內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院電氣自動化教研室2/2/2023第一章電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性1、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的概述2、同步發(fā)電機的機電特性3、簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析2/2/20231、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的概述
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)到初始的運行狀態(tài),則系統(tǒng)靜態(tài)失穩(wěn)。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;發(fā)電機原動機出力的輕微變化。2/2/2023根據(jù)旋轉(zhuǎn)物體的力學(xué)定律知:
其中—轉(zhuǎn)子機械角加速度—轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量—轉(zhuǎn)子機械角速度—作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡轉(zhuǎn)矩
2、同步發(fā)電機的機電特性(1)2/2/2023當(dāng)發(fā)電機以額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時,其動能為對方程(2)兩邊同時除以轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值可得:
又
公式(1)可表示為(2)(3)2/2/2023所以有(4)
從而有(6)—發(fā)電機的慣性時間常數(shù),s。其物理意義為:在發(fā)電機轉(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)速時所經(jīng)過的時間。(5)又則2/2/2023由于發(fā)電機的慣性較大,一般機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)電機的功率角有著密切的關(guān)系:故用功率角來代替發(fā)電機的角頻率,具體分析如下:
進入2/2/2023發(fā)電機的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,顯然存在如下關(guān)系:所以將發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程寫成狀態(tài)方程的形式如下:2/2/2023若也用標(biāo)幺值表示時,則則可得發(fā)電機的二階動態(tài)模型2/2/20233、簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析簡單電力系統(tǒng)接線圖如右圖所示,其功角特性方程如下:分析簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性,需作如下幾點假設(shè):(1)發(fā)電機采用隱極機,即xd=xq(2)不計及自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),P=const,Eq=const2/2/2023發(fā)電機的二階動態(tài)模型為:2/2/2023對于運行點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點是靜態(tài)穩(wěn)定的;對于運行點b,受到擾動后,不是轉(zhuǎn)移到運行點a,就是非周期的失去穩(wěn)定,故b點是不穩(wěn)定的,即系統(tǒng)本身沒有能力維持在b點運行。所以說,系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定是以為分界點,當(dāng)時,系統(tǒng)穩(wěn)定;當(dāng)時,系統(tǒng)不穩(wěn)定。2/2/2023ab從功角特性圖上看出,靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)也可表示為: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)2/2/2023ENDTHANKS!2/2/2023同步發(fā)電機的功角特性同步發(fā)電機的電壓平衡方程為:又視在功率:所以:2/2/2023
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