第十六章+电力系统的电磁功率特性.ppt

1、电力系统分析 （II）,Huazhong University of Science and Technology,主讲教师：马佳,E-mail：,简单电力系统的电磁功率特性 自动励磁调节器对功率特性的影响 无励磁调节时发电机机端电压的变化振荡中心的概念 自动励磁调节器对功率特性的影响 各种发电机电势表示的电磁功率特性 复杂电力系统的电磁功率特性 网络接线及参数对功率特性的影响 串联电阻 并联电阻 并联电抗,Huazhong University of Science and Technology,CH16 电力系统的电磁功率特性,电力系统的电磁功率特性简单电力系统的电磁功率特性,一般形式下发

2、电机节点注入功率表达式,发电机节点注入电流为：,发电机节点注入功率为：,实部虚部分开,用输入阻抗Zii和转移阻抗Zij分别代替其中自导纳Yii和互导纳Yij,其中,电力系统的电磁功率特性简单电力系统的电磁功率特性,一般形式下发电机节点注入功率表达式,对于无穷大母线侧，考虑到注入功率方向相反，以及功角方向相反,电力系统的电磁功率特性简单电力系统的电磁功率特性,隐极式发电机的功率特性,发电机无励磁调节时，Eq=常数，功率极限 对应,当 为功率表达式中唯一变量时，按 的条件确定功率极限对应的功角，并计算功率极限值,电力系统的电磁功率特性简单电力系统的电磁功率特性,凸极式发电机的功率特性,磁阻功率项,

3、功率极限条件：,不调节励磁时发电机机端电压随功角变化的情况随着功角逐渐增大，机端电逐渐降低，降低程度取决于到两个电势点的电气距离,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,振荡中心 V=0,两个不变电势间的相位相差180时，电压最低点称为振荡中心；,自动励磁调节器对功率特性的影响,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,机端电压变化时，发电机励磁系统会自动调节励磁电流，维持机端电压基本恒定； 一般可认为，通过自动励磁调节，可保持某一电势为恒定值（发电机维持电压能力），发电机功率特性用相应的电势和电抗表示,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,用各种q轴

4、电势表示的功率特性,用各种q轴电势表示的功率特性,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,用各种q轴电势表示的功率特性,一般形式（用q轴电势表示的功率特性）：,一般形式（用q轴电势表示的功率特性）：,其中（V*,X*）， V*为q轴电势， X*为相应的电抗,均含有磁阻功率项，功角与功率成非正弦关系； 电抗X*与Xq大小比较决定磁阻功率项正负号，讨论极限功率角？ 计算过程：首先确定EQ0,用暂态电抗后的暂态电势表示的功率特性,电力系统的电磁功率特性自动励磁调节器对功率特性的影响,注意其中角度的含义,串联电阻的影响,电力系统的电磁

5、功率特性网络接线及参数对功率特性的影响,电力系统的电磁功率特性网络接线及参数对功率特性的影响,串联电阻的影响,线路上的有功损耗：,发电机的功率极限：,发电机的功率极限：,发电机的功率极限：,并联电阻的影响,电力系统的电磁功率特性网络接线及参数对功率特性的影响,电力系统的电磁功率特性网络接线及参数对功率特性的影响,并联电阻的影响,线路上的有功损耗：,发电机的功率极限：,固定功率项与Rk的大小及接入点与发电机电气距离密切相关。当发电机主要承担地方负荷时，固定功率项可远大于,并联电抗的影响,电力系统的电磁功率特性网络接线及参数对功率特性的影响,极限情况：三项短路时Xk=0,X12=,发电机输出功率等

6、于0，转子上产生很大的不平衡力矩（短路的危害）,复杂电力系统简化等值电路保留发电机电势源节点，对网络进行简化等值，得到只包含电势源节点的完全网型网络。,电力系统的电磁功率特性复杂电力系统的功率特性,星网变换,1.发电机采用用恒定电势源+阻抗、负荷采用恒定阻抗:,2.对节点导纳矩阵进行修改： 增加电势源点i及发电机内阻抗ZGi, Ii=0 对负荷节点，Ik=0,电力系统的电磁功率特性复杂电力系统的功率特性,3. 对导纳矩阵分块、消元,任一发电机输出的电磁功率。都与系统所有发电机的电势及电势间的相对角有关；因而任何一台发电机运行状态的变化，都要影响到其余所有发电机的运行状态； 任一发电机的功角特性

7、，是它与其余所有发电机的转子间相对角（n-1个变量）的函数，是多变量函数，不能像简单系统那样在二维平面上给出功角曲线； 复杂多机系统，功率极限的概念不明确，一般也难以确定其功率极限。,本章小结,Huazhong University of Science and Technology,简单电力系统同步电机输出电磁功率，可以用各种电势及相应的电抗来表达，应注意其适用的条件； 发电机装设自动励磁调节器后，输出电磁功率增加、机端电压下降时，励磁调节器会自动调节励磁电流，增大空载电势，直至机端电压恢复至给定值附近；考虑自动励磁调节，简单电力系统发电机功角特性不再是正弦变化曲线； 复杂电力系统中，任一发电机输出电磁功率与全网所有发电机的功角和电势有关，是一个多变量函数； 理论上，复杂电力系统（三机以上）功率极限不存在。实际中常附加假设条件，简化到两机系统，用于定性地评价系统的稳定性。,习题,Huazhong U