电力系统分析17和18章.ppt

第十七、十八章 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 0 =0 Eq U 0 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 jXdjXT1 jXL1 jXL2 jXT2 jXd 凸极机隐极机 2、静态稳定的概念 1) 分析 a点时：受干扰a获得正PE获P，P0不变 M为负制动转矩， 发电机减速， 回到a， M=0，但惯性作用继续到a 点停止减少，在a点M0故须加速， ，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PE ，M 0，故继续 ，不能回到b点 。 受干扰减少时，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 2) 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: 1) 当Seq0时，P1,2=j 考虑到阻尼时,衰减振荡,稳定 2) 当Seq900时仍然是 稳定的，但由于的 滞后调节，在 900范围内，对 于装有调节器的系 统，不能用dP/d 判断，而应用小干 扰法分析。 5、提高静态稳定的措施 1) 采用自动励磁调节装置 2) 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 3) 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 1) 假设 a) PT不变（因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变化 ） b) 对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响 （零序：接法，无；负序：平均值为零的转矩，惯性大来不及反映） c) 只考虑正序分量的影响（用复合序网及等效等则） X2 X0 X2 X2X0 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Z 2) 模型 a) 正常运行时 XT1 XL XL XT2 b) 故障时 XT1 XL XL XT2 X c) 故障切除后 XL XT1 XL XT2 3) 解释 加速面积abcdk 大与 减速面积dgfe时 是暂态稳定的 最大故障切除角 cmaxh 是暂态稳定的 2、等面积定则 3、用分段计算法求解转子运动方程 不能线性化，只能迭代，一步一步计算 4、提高暂态稳定的措施 1) 采用自动励磁调节装置 3) 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 5) 改善电网结构和采用中间补偿设备 2) 快速切除故障和自动重合闸 提高静稳有明显作用 增大阻尼，改善暂稳 减少加速面积，增大减速面积 重合闸进一步增大减速面积 4) 快速汽门控制、电气制动、变压器经小电阻接地 6) 系统解列，异步运行，再同步 汽轮机快关汽门 水轮机电气制动，发生故障时迅速投入一个附加电阻 变压器经小电阻接地单相故障的电气制动 联锁切机 总复习 第一章 电力系统的基本概念 1、电力系统的概念和组成电力网、电力系统、动力系统及之间关系 2、电力系统为什么要互联运行经济、可靠、互补、备用 3、电能变换和电源构成水20%、火70%、核10%，了解新能源 4、电力系统的负荷了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时Tmax 5、电力系统运行的特点及要求电能质量、运行特点、运行要求 6、电力系统的电压等级 用电设备允许偏差5%、首末端10% 发电机额定电压高于电网5% 变压器 升压变：=发电机额定电压 一次侧：用电设备 降压变：=电网额定电压UN 二次侧：发电设备 额定电压为空载电压 内部损耗约5% 二次电压高出10% 标称电压等级 第二章 电力系统的接线方式 1、了解电力网接线 2、掌握并能识别发电厂和变电站的各类电气主接线 3、掌握中性点的接地方式 有哪几种 无备用从一条线获得电源 基本形式 单母线 不接地 中性点直接接地 适应范围 有备用从两条及以上线获得电源 单母分段 带旁路 基本形式 双母线 双母分段 带旁路 2/3接线桥形接线 无母线 角形接线 单元接线 中性点不直接接地经消弧线圈接地 经电阻接地 中性点不接地系统的优缺点 第三章 电气设备及配电装置 2、了解配电装置的各种类型及二次设备和相关回路 1、掌握电力设备的基本知识 正常运行 发电机 结构 变压器并列运行的条件 正常过负荷 迟相发P、Q 变压器 自然方式30% 运行极限图 组别一致 变比相同 非正常运行 进相发P、收Q 调相发、收Q 短时过负荷 异步运行失磁，吸收无功、发异步有功 不对称运行 强迫方式20% 事故过负荷牺牲寿命，不超过2倍 升压：铁-中-低-高 降压：铁-低-中-高 变压器接线形式 短路电压百分比值相等 断路器有灭弧能力，分合负荷及故障电流 第四章 电力系统元件的电气参数及等值电路 1、了解电力线路的结构 3、掌握变压器的电气参数及等值电路 多级电压网的归算问题确定基准级，按变压器变比归算 计算RT时归算 短路试验 归算问题三绕组容量不同时 标幺值电路的制定 2、熟悉电力线路的电气参数及等值电路 空载试验 计算XT时不归算 4、熟练制作电力系统的等值电路 归算有名值 归算基准值 端部完全等值的变压器模型的作用及推导 第五章 简单电力系统的潮流计算 1、掌握基本概念与计算 同一电压等级 如何求电压降落 3、了解双端供电网的潮流计算方法 电压降落 不同电压等级时，归算问题 2、掌握开式网的潮流计算方法 已知：末端功率与电压，一步完成 力矩原理 电压损耗 电压偏移 如何求功率损耗 已知：末端功率，首端电压，二步完成 功率分点 4、了解环型网的潮流计算方法 单电压级按两端供电，强迫=0 多电压级有强迫功率 5、了解电力网潮流的调整与控制手段 第六章 复杂电力系统潮流的计算机算法 1、掌握节点导纳矩阵的形成与修改 PQ节点 3、了解高斯塞德尔迭代法的原理与步骤 2、掌握潮流计算中节点的分类方法 PV节点 平衡节点 4、了解牛顿拉夫逊法的原理与步骤局部线性化 第七章 电力系统有功功率的最优分配与频率调整 1、掌握各类负荷的特点及调整方法 一次调频调速器调节 2、了解有功功率的最优分配原理等微增率准则 频率与有功功率密切相关 3、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法 二次调频调频器调节 三次调频经济分配 耗量特性及等微增率准则如果应如何调整机组出力 水、火电厂不计网损时： 水、火电厂计及网损时： f* p* 负荷 f* p* 电源 f* p* 有二次调频 为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节 第八章 电力系统的无功功率与电压调整 1、掌握无功电源的种类 发电机 2、了解无功功率的经济分布原理 电压与无功功率密切相关 3、掌握电压调节方法及概念 调相器 静止电容器 无功电源的最优分