电力系统稳定与控制ppt课件

1、电力系统稳定与控制 电力系统暂态稳定 ;1内容回想静态稳定电力系统静态稳定是指电力系统在遭到小干扰时维持同步运转形状的才干单机无穷大系统的静态稳定调理安装对静态稳定的影响复杂系统的静态稳定性负荷的静态稳定性提高静态稳定的措施2022-2-17;2暂态稳定性的定义和概念 暂态稳定：大扰动功角稳定Large-disturbance rotor angle stability定义：暂态稳定是指电力系统遭到大扰动后, 各同步电机坚持同步运转并过渡到新的或恢复到原来稳态运转方式的才干。运转形状“收敛到某一点Lyapunov稳定性两个方面的含义：功角稳定大扰动2022-2-17;3功角稳定电力系统是一个互

2、联同步交流电网，正常形状下各发电机坚持同步运转即一切发电机以一样的速度旋转，机间相对转子角度维持恒定，从而保证系统中频率、功率潮流、节点电压为定值。假设某些发电机之间不能维持同步运转，其送出的电功率、线路潮流以及节点电压将发生大幅度的周期性振荡，系统的供电质量无法保证。功角稳定指互联电力系统中各台同步发电机在扰动后坚持同步的才干。2022-2-17;V1 V2 V2 V1 12()LIVV Y 4定子旋转磁场 发电机定子流过交流电流时在定子内侧会产生旋转磁场U转子磁场 励磁绕组通直流电，构成和励磁绕组相对静止的旋转磁场d磁场之间的相互作用 发电机：转子磁场领先定子旋转磁场，输出功率 电动机：转

3、子磁场落后定子旋转磁场，耗费功率功角转子角：两个磁场之间的角度差磁场对应电势，转子磁场发电机内电势Ed，定子旋转磁场定子端电压U功角即为Ed和U之间的角度功角稳定如何了解功角的含义2022-2-17;5两个发电机之间的相对角度送端发电机领先受端发电机功角为；送端发电机转子先垂直切割某相定子绕组，/0时间后受端发电机才垂直切割该相绕组。功角稳定如何了解功角的含义2022-2-17;6功角和功率的关系：功角越大，输出功率越大；机械功率添加，转子加速，功角添加，输入、输出到达新的稳态，功角到达稳定值；转子带动定子磁极运动，中间由弹簧联络，角度差为；=90度，电磁功率最大，两极之间弹性联络的弹簧到达了

4、最大张力。功角稳定比喻sineEUPX2022-2-17;7扰动导致某些发电机功角变化，会导致其他发电机功率也发生变化，引起机电暂态过程。假设最后一切发电机到达新的平衡态功角稳定，扰动过大导致某些弹簧断裂功角失稳。功角稳定比喻2022-2-17;8大扰动电力系统时辰都在经受扰动的冲击，根据扰动对系统的影响程度，可以分为大扰动、小扰动。大扰动：相对于静态稳定分析中所思索的小扰动而言，普通指短路缺点、线路忽然断开或发电机跳闸等。扰动大小是相对的线路短路：大扰动？小扰动？扰动的大小将导致分析方法的不同小扰动：平衡点处部分线性化大扰动？2022-2-17;9暂态稳定的普经过程2022-2-17;各发电

5、机的输入机械功率和输出电磁功率平衡，一切发电机的转子速度恒定且相等由于系统的构造或参数发生了较大变化，系统潮流和各发电机的输出电磁功率也发生变化，发电机的输入输出功率失去平衡，引起转子的速度发生不同程度的加速或减速，发电机的同步运转遭到破坏。发电机转子之间的摇摆最终平息，回到同步运转形状某些发电机转子之间一直存在着相对运动，使得转子间的相对角度随时间不断增大，最终导致这些发电机失去同步同步运转形状发生大扰动暂态稳定暂态不稳定10暂态稳定的普经过程2022-2-17;时间t=t0 t=tf t=tcl 系统情况缺点前缺点中缺点后发惹事件 发生缺点 (能够操作) 缺点去除数学描画稳定平衡点微分代数

6、方程组微分代数方程组11暂态稳定分析的数学模型现代电网规模庞大，动态特性复杂，详尽的模拟如此大规模系统的动态过程是非常困难的，需求根据所研讨问题的性质，抓住重点，忽略次要要素，进展一些合理的简化。暂态稳定最关怀转子的摇摆特性，对其影响不大的动态过程可以忽略，建模中采用的主要假设有：不思索频率变化对系统参数的影响忽略缺点电流的直流分量忽略不对称缺点产生的负序电流和零序电流根本数学模型网络：相量方式的代数方程，和潮流计算中的稳态方程一样动态元件：同步发电机、励磁系统、原动机和调速系统、负荷、其他动态安装等，普通用微分方程描画2022-2-17;12单机无穷大系统的暂态稳定性2022-2-17;缺点

7、前系统和等值电路III2sinLdTexxxxE UPPx发电机电磁功率发电机方程ddd1()dmetPPtM发电机采用经典模型，暂态电抗后的电动势恒定，机械功率恒定数学模型13单机无穷大系统的暂态稳定性2022-2-17;IIIIII()22sinLdTLdTexxxxxxxxE UPPx 缺点情况和等值电路发电机电磁功率14单机无穷大系统的暂态稳定性IIIIIIIIIsindTLexxxxE UPPx缺点去除后系统和等值电路发电机电磁功率2022-2-17;15暂态稳定的物理过程分析稳定 2022-2-17;bacfdegf发生缺点发生缺点缺点中缺点中缺点去除缺点去除,16暂态稳定的物理过

8、程分析不稳定 2022-2-17;bacdh发生缺点发生缺点缺点中缺点中缺点去除缺点去除,功角失稳功角失稳点h在暂态稳定中具有重要位置。点h是一个什么点？不稳定平衡点缺点继续缺点继续时间变长时间变长17分析2022-2-17;18单机无穷大系统的等面积定那么2022-2-17;000022()ddddddd1122ccccmIIttcPPMMtttMM计算右图中的面积abcm缺点过程中，发电机转子加速，动能添加abcm的面积等于缺点中转子添加的动能，称为加速面积19单机无穷大系统的等面积定那么2022-2-17;计算右图中的面积mden缺点去除后，转子开场减速，动能减少mden的面积等于缺点后

9、转子减少的动能，称为减速面积22()d1122ececIIImcPPMM 20单机无穷大系统的等面积定那么2022-2-17;等面积定那么：加速面积等于减速面积含义：减速过程中动能的减少等于加速过程中动能的添加0()d()dcecmIIIIImPPPP21利用等面积定那么判别稳定性2022-2-17;01()dcmIIAPP知缺点去除时间，计算加速面积abcm2()dhcIIImAPP计算出点h，计算最大减速面积dmhA1, A2满足什么关系时系统是暂态稳定的？A1 A2，稳定等面积定那么稳定判据A1 A2，不稳定22等面积定那么的运用极限切除角2022-2-17;为了坚持系统稳定，必需在转子角增大到h点之前使转子减速到同步速，极限情况是正好到达h点时转速回到同步速，这时的切除角度称为极限切除角cr根据等面积定那么，上述极限情况下：abcm面积=dmh面积0()d()dcrhcrmIIIIImPPPP23等面积定那么的运用极限切除角2022-2-17;0()d()dcrhcrmIIIIImPPPPIIIIIIIIIIIIIIIsinsi