第7章 电力系统的静态稳定性(电力系统分析-暂态部分)

1、第七章电力系统的静态稳定性,4-1简单系统的静态稳定性,4-2负荷的静态稳定,4-3小干扰法分析电力系统的静态稳定性,4-4自动调节励磁系统对静态稳定的影响,4-5多机系统的静态稳定性分析,4-6提高静态稳定的措施,概述,电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。电力系统几乎时时刻刻都受到小的干扰。例如，个别电动机的接入和切除或加负荷和减负荷；又如架空输电线围风吹摆动引起的线间距离(影响线路电抗)的微小变化；另外，发电机转子的旋转速度也不是绝对均匀的、即功角6也是有微小变化的。因此，电力系统的静态稳定问题实际上就是确定系统的某个运行稳

2、态能否保持的问题。,4-1简单系统的静态稳定性,简单系统：单机-无穷大系统,隐极机：,功角特性曲线为：,转子运动方程：,在PT=PE的点，功率平衡，速度不变,4-1简单系统的静态稳定性,a、b两点为功率平衡点，a为稳定平衡点，b为不稳定平衡点。,在功角特性曲线上升段的运行点是静态稳定运行点，在下降段的运行点是不稳定运行点。,a,a”,a,b,b”,b,受小扰动后功角变化特性,4-1简单系统的静态稳定性,静态稳定判据：,静态稳定极限点：,其对应的功率称为静态稳定极限功率,4-1简单系统的静态稳定性,有功功率储备系数：,简单系统：,其对应的功率角称为静态稳定极限功率角,Psl=Pmax,sl,第二

3、节负荷的静态稳定,本节中介绍转矩（有功功率）的方法，类似异步机起动的分析另有电压稳定的分析方法。,第三节小干扰法分析简单系统的静态稳定,假设：简单系统、简单网络：定子绕组方程可用功角特性表示不考虑调速器和原动机方程，PT=P0=常数不考虑励磁调节系统，if=常数，Eq恒定,一、小干扰法分析简单系统的静态稳定,（一）列状态变量偏移量的线性方程状态方程：,小干扰，,，,则：,矩阵形式：,（二）根据特征根判断系统的稳定性系数矩阵的特征根为：,当,，,为实根，则,单调增，发电机非同期失步；,，,为一对虚根，则,等幅振荡，发电机在阻尼,当,作用下减幅振荡。,振荡频率：,固有振荡频率与转动惯量、运行方式有

4、关，大约为几个赫芝。静态稳定判据：,名词：,称为整步功率系数，是因位移而产生的电磁功率,隐极机：,凸极机：,二阻尼作用对静态稳定的影响,阻尼功率：PD=D与转速变化成正比的功率；,D：阻尼系数，一般指电气阻尼，受运行状态的影响,计及阻尼后的偏移量状态方程为：,特征根：,，必有一个正实根，发电机非周期失步；,，运行在功角特性曲线的上升阶段,当D0，正阻尼，为负实部的共轭根，发电机减幅振荡；当D0，负阻尼，为正实部的共轭根，发电机增幅振荡；,第四节自动调节励磁系统对静态稳定的影响,一按电压偏差的比例调节励磁（一）列系统的状态方程励磁调节方程：,或,励磁绕组方程：,状态方程为,状态变量,，可经关系式

5、，将中间变量表示为状态变量的函数，则得状态方程为：,其中，,矩阵形式为：,框图形式为：,特征方程为：,（二）分析特征根的性质，判断系统的稳定性劳斯判据：方程系数0，劳斯阵列的第一列0列出劳斯阵列，作判断,条件1：,在曲线,的上升部分,极限功率角,sl90，自动励磁调节扩大了稳态运行范围。,条件2：,由于,当，即线路、变压器电抗远大于发电机电抗，远距离输电，弱联系。,当，系统将振荡失步。,条件3：,当，系统将非周期失步（爬行失步）。,结论：当以电压偏差进行调节时，UG不能恒定，一般认为小扰动时发电机工作在Eq恒定的功角特性曲线上，即认为具有比例式励磁调节器的发电机，其Eq恒定。工程中，近似将具有比例式调节器的发电机看作恒定。,综合,综合,第六节提高静态稳定的措施,，缩短电气距离是提高静态稳定的重要思路一.采用自动调节励磁装置发电机装设先进