第8章 电力系统的稳定性,简单电力系统的静态稳定性 简单电力系统的暂态稳定性,本章要点：,8.1 电力系统稳定的概念,在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。,1)稳定定义,系统振荡 解列 大面积的用户停电,2)危害,3)分类,小扰动稳定性 暂态稳定性 电压稳定性,4) 摇摆方程,发电机转子运动方程,如转速偏离同步转速不大，*=1，则,机组的惯性时间常数,转子相对同步旋转轴的相对角位移,原动机输入的机械功率,发电机输出的电磁功率,8.2 发电机功率特性,1) 隐极机的功率特性(Xd = Xq),发电机输出的电磁功率,单机无穷大系统,功角,功角特性 功率特性,8.2 发电机功率特性,2) 凸极机的功率特性(Xd Xq),发电机电磁功率,与电势(励磁)无关的二次项，称为磁阻功率,8.2 发电机功率特性,3) 自动励磁调节器对功率特性的影响,输出功率增加,负荷电流增大,发电机电抗Xd上压降增大,发电机端电压下降,励磁电流增加(调节器作用),发电机电势Eq增大,改善发电机的功角特性,8.2 发电机功率特性,3) 自动励磁调节器对功率特性的影响,发电机经典模型,可近似表示为：,恒定,恒定,8.3 电力系统静态稳定,1) 运行点稳定性分析,Pm,a,b,90,c,d,输出功率增加 机械功率不变,减速,输出功率减少 机械功率不变,加速,运行点a,稳定运行点,8.3 电力系统静态稳定,1) 运行点稳定性分析,运行点b,Pm,a,b,90,输出功率减少 机械功率不变,加速,输出功率更少 机械功率不变,加速,e,输出功率更少 机械功率不变,f,h,不稳定运行点,8.3 电力系统静态稳定,2)简单电力系统静态稳定的实用判据,Pm,a,b,90,8.3 电力系统静态稳定,3)简单电力系统静态稳定的功率极限,Pm,a,b,90,无励磁调节器，隐极机,有励磁调节器,8.3 电力系统静态稳定,4)静态稳定储备系数,正常运行时，1520%,事故后运行，10%,8.3 电力系统静态稳定,5)提高电力系统静态稳定性的措施,提高发电机电势E 自动励磁调节器 减少系统的总电抗X 采用分裂导线 串联补偿 增加输电回路数等 提高和稳定系统电压U,8.4 电力系统暂态稳定,1)定义,系统受到大扰动（元件的投退、大负荷的突然变化、短路故障等）的情况下，系统中各发电机组保持同步运行的能力,8.4 电力系统暂态稳定,2)假设,单机-无穷大系统 不考虑原动机调速器的作用，即Pm恒定 发电机经典模型，E恒定 忽略定子电流的非周期分量和转子的周期分量 不对称故障时，不计零序和负序电流对转子运动的影响，只在故障处接入由故障类型确定的附加阻抗Z,8.4 电力系统暂态稳定,3)等面积法则,故障中,故障后,故障前,8.4 电力系统暂态稳定,3)等面积法则,Pm,PIII,PII,a,b,c,d,e,f,g,cr,clim,0,c,加速面积,减速面积,等面积法则：加速面积和减速面积相等,极限切除角,8.4 电力系统暂态稳定,4)提高暂态稳定性的措施,快速切除故障 快速强行励磁 采用自动重合闸 改善原动机的调节特性：快关汽门等 采用电气制动 发电机附近装设一电阻性负载，当机组加速时自动投入以吸收过剩功率 切机等,思考题,8-1发电机的功率特性？ 8-2暂态稳定、静态稳定及改善措施？ 8-3等面积定则？ 极限切除角？,