第七章 电力系统的稳定性

1、概念 电力系统在受到一定的扰动后能否继续运行的能 力。,电力系统的稳定性：,电力系统稳定性主要是研究同步发电机组的稳定性。,考虑自动调节励磁系统和自动调节转速系统作用的分类,电源的稳定性，指同步发电机组运行的稳定性,负荷的稳定性，指异步电动机组运行的稳定性,按扰动大小分类 静态稳定性和暂态稳定性。,第七章 电力系统的稳定性,第一节 简单电力系统的静态稳定性,若发电机与无限大容量母线相连，则其功-角特性曲线，如下图所示：,图 以 表示的隐极式发电机的 功-角特性曲线,由图可见，发电机有功功率的功-角特性曲线为一正弦曲线，其最大值为 ，也称为功率极限。,第二节 静态稳定分析,下面分析在a、b两点运

2、行时受到微小扰动后的情况,.静态稳定的分析,扰动使,，,，,如图7-2(a)中实线所示,如图7-2(a)中虚线所示,2.静态不稳定的分析,扰动使,，,如图7-2(b)中实线所示,，,如图7-2(b)中虚线所示,t=0,t,(b),图7-2 功率角的变化过程 (a) 在a点运行; (b) 在b点运行,3、电力系统静态稳定的实用判据,称整步功率系数,如下图所示。,180,90,0,（ ）,根据,可以判断同步发电机并列运行的静态稳定性。,4、静态稳定的储备系数,静态稳定储备系数,正常运行时，,不应低于15；事故后 不应小于10。,三、提高静态稳定的措施,根本措施缩短“电气距离”，也就是减小各电气元件

3、的阻抗，主要是电抗。,1、采用自动调节励磁装置,如果按运行状态变量的导数调节，则可以维持发电机端电压为常数。这相当于发电机的电抗减小为零。,2、减小线路电抗,采用分裂导线，可以减小架空电力线路的电抗。,3、提高电力线路的额定电压,在电力线路始末端电压间相位角保持不变的前提下，沿电力线路传输的有功功率将近似地与电力线路额定电压的平方成正比。换言之，提高电力线路的额定电压相当于减小电力线路的电抗。,4、采用串联电容器补偿,首先要解决的是补偿度问题。串联电容器补偿度,一般讲， 愈大，电力线路补偿后的总电抗愈小，对提高静态稳定性愈有利。但 受以下条件限制，不可能无限制增大。,（1）短路电流不能过大。,

4、（2） 过大时( )，短路电流呈容性，这时电流、电压相位关系的紊乱将引起某些保护装置的误动作。,（3） 过大时，电力系统中可能出现低频的自发振荡现象。,（4） 过大将会出现同步发电机的自励磁现象。,考虑以上限制条件，串联电容器的补偿度一般以小于0.5为宜。,五、改善电力系统的结构,（1）增加电力线路的回路数,（2）加强电力线路两端系统各自内部的联系。,（3）在电力系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。,第三节 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响,一、不连续调节励磁对静态稳定性的影响 手动调节或机械调节器的励磁调节过程是不连续的，如图7-5所示。,A,B,C,D,E,F,G,（ ）,90,1

5、80,0,120,30,60,150,P,定值,定值,图7-5 不连续调节励磁,(a),(b),(a)功-角特性曲线；(b)发电机端电压和空载电动势的变化,运行点的转移，发电机端电压和空载电动势的变化将分别如图7-5(a)、(b)中的折线,二、对电力系统静态稳定性的简单综述,（1）励磁不调节。如图7-8中a点,图7-8 调节励磁对静态稳定的影响,0,a,c,b,d,e,定值,定值,定值,f,（2）励磁不连续调节。如图7-8中b点。,（3）励磁按某一个变量偏移调节。如图7-8中c点。,（4）励磁按变量偏移复合调节。如图7-8中d点。,（5）励磁按变量导数调节。如图7-8中e点。,（6）励磁按变量

6、导数调节，但不限发电机端电压。如图7-8中f点。,综上所述，自动调节励磁装置可以等效地减少发电机的电抗。当无调节励磁时，对于隐极式同步发电机的空载电动势 常数，其等值电抗为 。当按变量的偏移调节励磁时，可使发电机的暂态电动势 常数，其等值电抗为 。如按导数调节励磁时，且可维持发电机端电压 常数，则发电机的等值电抗变为,零。如最后可调至f点电压为常数，此时相当于发电机的等值电抗为负值。如果f为变压器高压母线上一点，则此时相当于把发电机和变压器的电抗都调为零。,例：如图所示的电力系统，参数标么值如下：网络参数：Xd=1.12,XT1=0.169,XT2=0.14,Xl/2=0.373; 运行参数：Uc=1.0,发电机向受端输送功率P0=0.8,cos0=0.98 试计算当Eq为常数时此系统的静态稳定功率极限及静态稳定储备系数KP。,例:系统接线如图，