電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及(1)(已修改)
2025-05-12 05:25 本頁(yè)面
【正文】 1 第二章 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及穩(wěn)定性分析 一、電力系統(tǒng)運(yùn)行的正常和非正常狀態(tài) 正常狀態(tài)遵守的約束條件 m in m a xm in m a xm in m a xm in m a xm in m a xi i iG i G i G iG i G i G iij ij ijf f fU U UP P PQ Q QS S S??????????有功電源：發(fā)電機(jī) 無(wú)功電源：并聯(lián)電容器 同步調(diào)相機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 靜止補(bǔ)償器 21 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài) 不等式約束條件： 等式約束條件： 1 1 11 1 1n m lG i Lj Ski j kn m lG i Lj Ski j kP P PQ Q Q? ? ?? ? ???????? ????? ? ?? ? ?2 正常運(yùn)行狀態(tài)： 滿足等式和不等式約束條件，是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度的基礎(chǔ)。 警戒狀態(tài)： 滿足等式和不等式約束條件，但不等式約束已經(jīng)接近上下限，以安全調(diào)度為主。 緊急狀態(tài)： 不等式約束遭到破壞，等式約束仍能滿足，系統(tǒng)仍能同步運(yùn)行。 系統(tǒng)崩潰： 不等式、等式約束同時(shí)不滿足，系統(tǒng)將解列成幾個(gè)獨(dú)立的小系統(tǒng)。（負(fù)荷過(guò)大或者電源功率太大） 恢復(fù)狀態(tài)： 使崩潰后的若干個(gè)小系統(tǒng)向并列的大系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)渡。 二、電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分類(lèi) 3 正常狀態(tài) （滿足負(fù)荷需求，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行） 恢復(fù)狀態(tài) （重新并列， 恢復(fù)對(duì)用戶供電） 系統(tǒng)崩潰 （切機(jī)、切負(fù)荷、 斷開(kāi)線路） 警戒狀態(tài) （預(yù)防性控制） 緊急狀態(tài) （緊急控制） 4 22 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分類(lèi)： 20世紀(jì) 60年代前： 前蘇聯(lián)、我國(guó)：靜態(tài)穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。 西方：靜態(tài)穩(wěn)定，暫態(tài)穩(wěn)定。 20世紀(jì) 70年代起，國(guó)際通用： 靜態(tài)穩(wěn)定 ， 暫態(tài)穩(wěn)定 一、定義： 靜態(tài)穩(wěn)定： 在一個(gè)特定的穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，電力系統(tǒng)受到任何一個(gè)小的擾動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，它能夠自動(dòng)恢復(fù)到或者靠近小擾動(dòng)前的運(yùn)行條件。 暫態(tài)穩(wěn)定： 在一個(gè)特定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，電力系統(tǒng)受到一個(gè)特定的大干擾后，能夠從原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)不失去同步地過(guò)渡到另一個(gè)允許的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件。 5 0 sinqeEUPX????G 功角在時(shí)間上表示 勵(lì)磁電勢(shì) 和 端電壓 之間的相角差； X 發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率方程： 二、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析 39。39。39。39。c o s s i nq t ddqE U j x IX I E??? ????????? s i nco s 39。39。dtqte XUEIUP ??根據(jù)同步發(fā)電機(jī)相量圖， 推導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)輸出電磁功率方程 因?yàn)椋? 所以： 6 0 sinqeEUPX????G 0mPeP0a? b?90 180?TPa b功角特性曲線 X 發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率方程： 二、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析 7 0 sinqeEUPX????G 功角在空間上表現(xiàn)為發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線 與 定子合成磁場(chǎng)軸線之間夾角。 X 發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率方程： 二、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析 8 在 a點(diǎn)，當(dāng)擾動(dòng)使發(fā)電機(jī)的角度獲得微小增量 時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率將隨之增大，此時(shí)發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)之間的功率平衡遭到破壞。由于這時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率大于原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，即原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于發(fā)電機(jī)的電磁滯動(dòng)轉(zhuǎn)矩，結(jié)果使發(fā)電機(jī)組開(kāi)始減速，其角度增量 逐漸減小，經(jīng)過(guò)一段過(guò)渡過(guò)程后運(yùn)行又恢復(fù)到擾動(dòng)前的運(yùn)行點(diǎn) a，使發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)間恢復(fù)了功率的平衡。所以，在 a點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的。 在 b點(diǎn)，當(dāng)擾動(dòng)使發(fā)電機(jī)的角度獲得微小增量 時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率減小，發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率遭到破壞，此時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率小于原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，即原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩超過(guò)了發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，結(jié)果使發(fā)電機(jī)開(kāi)始加速，其角度增量 逐漸增大，且隨著角度的增大發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率繼續(xù)減小，進(jìn)一步引起角度繼續(xù)增大，結(jié)果更加偏離了原先的運(yùn)行情況，最終使發(fā)電機(jī)失去同步。所以在 b點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。 ????????9 遭受微小擾動(dòng)后分析 a、 b兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)的過(guò)渡過(guò)程： a點(diǎn)： 大于 0 時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)子制動(dòng)， 趨于 0。 小于 0 時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)子加速，
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