第十三章 电力系统稳定性问题概述和发电机的机电特性--第四

1、电力系统分析与应用电力系统分析与应用广东水利电力职业技术学院广东水利电力职业技术学院 电力工程电力工程系系供用电技术专业供用电技术专业第十三章 电力系统稳定性问题概述和 发电机的机电特性电力系统运行稳定性的基本概念电力系统运行稳定性的基本概念同步发电机的机电特性同步发电机的机电特性用各种电势表示的功率特性用各种电势表示的功率特性稳定性稳定性(按运行参数按运行参数 划分）划分）电压稳定电压稳定频率稳定频率稳定功角稳定功角稳定静态稳定（小扰动） 暂态稳定（大扰动） 动态稳定（时间长）动态稳定：动态稳定：电力系统受的小的或大的扰动后，在自动电力系统受的小的或大的扰动后，在自动 调节和控制装置的作用下

2、，保持调节和控制装置的作用下，保持长过程长过程运行稳定性的运行稳定性的 能力。能力。按时间长短按时间长短 划分划分第四节第四节自动励磁调节器对功率特性的影自动励磁调节器对功率特性的影1响响用 q 轴电势 E 、Usin 2P q sin U 22 d q d x q xx d E UEq xxqGq表示的功率特性 xq sin 2xq 2sin U 2xTL xTLU GqUxTLPUGqTL U cosq 1 U E 1 d U cosq Eq q d TLQ xGqxxQ xE qxxxx2 U Q x/U arctgUq P xUq 2EU Uq PU xq /UUUQ xQ2用发电机某

3、一电抗后的电势 E 、UG表示功率特性E Usin x d EPTLTLUGP UGU sin xQU0 xTL j PU0 xTL U U j U0 d U0 d UU 0U 00G 000 xx0E 0UUPQxq sin E U d 1 1 sinx U G xq sin U TL 1 1 TL sinxEq 、 、qEE和和U G 不变时的功率特性。不变时的功率特性。【例【例13-1】 如图如图13-20所示电力系统，试分别计算发电机保持所示电力系统，试分别计算发电机保持各元件参数如下：发电机：各元件参数如下：发电机： 0.25 1.0, X 0.6, X qdSGN 352.5MVA

4、, UGN 10.5kV, XdN变压器：T1 10.5 242 220 121 360MVA,UkT1 0.14, kT1 360MVA, UkT2 0.14, kT2STN1STN2变压器：T2线路： l 250km, U N 220kV, X L 0.41 / km运行条件：U 0 115kV, P0 250MW, cos0 0.95解解（1）网络参数计算取SB=250MVA, UB(3)=115kV, 各段基准电压为U U k 115 220 209.1 （kV）121T2B(3)B(2) 9.07 （kV）242U U k 209.1 10.5T1B(2)B(1)各元件参数标幺值为各

5、元件参数标幺值为 1.0 250 10.5 0.95 352.59.0722U 2B(1)2GNGN SBUddx xS 0.238x 0.57, x qd 0.14 250 242 0.13209.123602U 2B(2)2TN1TN1SBUkT1T1x US 0.14 250 220 0.108209.123602U 2TN2B(2)2TN2SBUkT2T2x US 0.41 250 250 0.586209.12U 2B(2)SBLLx x l x 0.13 1 0.586 0.108 0.53122x x 1 xT2LTLT1 xd xTL 0.95 0.531 1.481 xq x

6、TL 0.57 0.531 1.101xd xq x x 0.238 0.531 0.769d dTLx也可以采用平均额定电压作为各段的基准电压计算各元件的参数。也可以采用平均额定电压作为各段的基准电压计算各元件的参数。（2）计算正常运行时的计算正常运行时的、 、q0q0 及EEE0G 0U运行参数为运行参数为 cos1 0.95 18.19 115 1.0;1150B(3)U 0U 0 U 1 tg18.19 0.329P P0 250 1.0; Q2500000B P tgS1 0.329 1.1012 11.1012 1.7522U 0 0 q 2U 0 0 q 0Q0 P xUEQ x

7、38.951 0.329 1.101 tg 1 1 1.101 01 cos 38.95 2.0881.1011.481 1 1.4811.101cos 1.752 d 1 d U00q q Q0 xq0E Exxx1 cos 38.95 1.4581.101 0.769 1 0.7691.101 1.752 U cos 1 00q d xq d xQ0q0E Exx1 0.329 0.7692 1 0.7692 1.472U 0Q x P x 0 d 0 d 2U 00E 0U31.541 0.329 0.7691 0.769 0 tg1 0.329 0.5312 1 0.5312 1.29

8、2U 0 0 TL 2U 0 0 TL 0G0 P xUUQ x（3）功率特性）功率特性P 2.088 1 sin 1 1.481 1.101sin 2 1.41sin 0.117 sin 22 1.4811.101 1.481EqP 1.458 1 sin 1 0.769 1.101sin 2 1.896sin 0.196sin 22 0.769 1.101 0.769Eq sin0.205 sin 1.912 sin 1 0.7691 sin sin sin1.47 1.101 1.47 10.76911EP sin0.402 sin sin 2.427 sinsin sin1.101 0.5311 1.29 1 1.29 10.53111UGP励磁调节能力越强，功率极限越高，功率极限角越大。励磁调节能力越强，功率极限越高，功率极限角越大。简单电力系统的功率特性（包括励磁调节的作用） ，可概括为两种表达形式： 一种是对于用某一电抗后电势表示的功率特性，可以写成通式sin XxX EXUPX 其中电势、电抗及角度是一一对应关系，即 E x xTL UGd G ;U另一种是对于用 q 轴电势表示的功率特性及电势之间的关系，可以写成U cossin 2P