电力系统运行的稳定性分析

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1、第七章电力系统运行的稳定性分析-机电蛇态分祈第一节概述一、基本概念:1.稳定:是指电力系统经受扰动后能继缓保持向负荷正常供电的状,即具有承受扰动的能力,稳定总是与干扰相联系的2.电力系统稳定性:就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后,能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳态运行状态的问题,如果能够,则认为系统在该正常议行状怪市是穗定的,反之“睑系统不能回到原来的运行状态或者不能建立一个新的稳态运行状态,则说明系统的状态变量没有一个稳态值,而是随时间不断增大或振荡,系统是不稳定的。第一节概述一、基本概念:3.务觞:表示发电机转子轴线子之间的夹角,又表示各发电机电势间的夹

2、角。传输功率的大小与相位角8密切相关,称5为“功角“或“功率角“。第一节概述二、电力系统的稳定性分析电力系统中的各同步发电机只有在同步运行(即所有发电机以相同的速度旋转)状态下,送出的电功率为定值,并维持系统中任何点的电压、频率和功率潮流为定值。如果某些发电机之间不能维持同步运行,其送出的电功率以及相应节点的电压及相应线路的潮流将发生大幅度的周期拗振荡,如果失去同圭的机绍之间不能迅途恢复吟步,即电力系统失去了稳定运行的状态。这种由于机组失去同步造成的稳定问题实际上是电力系统的功角稳定问题。么失稳现豪:如果由于某种干扰使发电转速不再同步,那么系统中任一点的电压、电流和发电机功率幅值不断振荡以致系

3、统不能正常工作,这种情况称为系统不稳定。功角稳定问题的原因一一转矩不平街正常运行时:Me=Mm受到干扰时:MexMm机械转矩Mm申发电厂动力部分的运行状态决定电磁转矩Me申发电机及其祖连的电力系统中的运行状态决定丿危害:稳定破坏是电网中最为严重的事故之一,大电力系统的稳定破坏事故,往往引起大面积停电,给国民经济造成重大损失。随着电网互联规模的增大,稳定问题更加突出。三、功角稳定分类(干扰大小,便于分析:(D静态稳定一一电力系统在某个运行状态下,突然受到任意的小干扰后,能恢复到原来的(或是与原来的很接近)运行状态的能力.醴态稳定研究的是电力系统在某一运行方式下受到微小干扰时的稳定性问题。假设在电

4、力系史统中有一个瞳时性小干扰,如果在扰动消失后系统能够恢复刹原始的运行状态,则系统在该飞运行方式下是龊态移怡的,口则系纺是前志不穗定的。静态稳定研究的是系统对徽小干扰的适应能力或者说考虑的是系统在运行点处维持同步运行的能力,0小干扰:是在这种干扰作用下,系统的状态变量的变化很小,因此状忘方程可以线形化三、功角稳定分类(干扰大小,便于分析:)智态稳定一一电力系统在某个运行状态下,突然受到较大的干扰后,能够过渡到一个新的稳定运行状态或者回到原来运行状态的能力。如果电力系统在某一运行方式下受到某种形式的大扰动,经过一个机电暂态过程后能够恢复到原始的稳态运行方式或过渡到一个新的稳态运行方式,则认为系统

5、在这种情况下是御怪稳定的大干扰:系统的状态方程不能线形化三。稳定研究方法:1、静态稳定分析方法:微分方程线性化(小干扰法通常可以采用在运行点处线性化后的系统模型进行特征根分析来判别系统的静态稳定性。2、智态稳定分析方法:非线性徽分方程数值解法(时域法)等面积定则(仅适合单机无穷大系统)一般采用的是对全系统非线性状态方程的数值祝分法进行对系统动态过程的时域仿真,通过对计算得到的系统运行参数(如转子角)的动态过程的分析判别系统的智态稳定性。第二节“同步发电机组的转子运动方程和功角特性研究稳定,实际上是分析电力系统受扰动后发电机之间相对运动的特性,发电机的相对运动可由功角5随时间的变化来描述。即:发电机摇搓曲线5=万(0)为了得到/5上|歪项首死翔引:发电机转子运动方程和功角特性的表达式一.转子运动方程Je=J妈=Axt丁转动惯量;a:角加速度;(rads2),枝械舟违度;radsA不平衡转矩M一Me2W:囊2。额定转速下的转子动能印=量/nzT=