電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)及(1)(已修改)
2025-05-12 05:25 本頁面
【正文】 1 第二章 電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)及穩(wěn)定性分析 一、電力系統(tǒng)運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 無功電源：并聯(lián)電容器 同步調(diào)相機 同步電動機 靜止補償器 21 電力系統(tǒng)的運行狀態(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 正常運行狀態(tài)： 滿足等式和不等式約束條件，是經(jīng)濟運行調(diào)度的基礎。 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)仍能同步運行。 系統(tǒng)崩潰： 不等式、等式約束同時不滿足，系統(tǒng)將解列成幾個獨立的小系統(tǒng)。（負荷過大或者電源功率太大） 恢復狀態(tài)： 使崩潰后的若干個小系統(tǒng)向并列的大系統(tǒng)運行狀態(tài)過渡。 二、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分類 3 正常狀態(tài) （滿足負荷需求，進行經(jīng)濟運行） 恢復狀態(tài) （重新并列， 恢復對用戶供電） 系統(tǒng)崩潰 （切機、切負荷、 斷開線路） 警戒狀態(tài) （預防性控制） 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： 20世紀 60年代前： 前蘇聯(lián)、我國：靜態(tài)穩(wěn)定，動態(tài)穩(wěn)定。 西方：靜態(tài)穩(wěn)定，暫態(tài)穩(wěn)定。 20世紀 70年代起，國際通用： 靜態(tài)穩(wěn)定 ， 暫態(tài)穩(wěn)定 一、定義： 靜態(tài)穩(wěn)定： 在一個特定的穩(wěn)定運行的條件下，電力系統(tǒng)受到任何一個小的擾動，經(jīng)過一段時間，它能夠自動恢復到或者靠近小擾動前的運行條件。 暫態(tài)穩(wěn)定： 在一個特定的穩(wěn)態(tài)運行條件下，電力系統(tǒng)受到一個特定的大干擾后，能夠從原來的運行狀態(tài)不失去同步地過渡到另一個允許的穩(wěn)態(tài)運行條件。 5 0 sinqeEUPX????G 功角在時間上表示 勵磁電勢 和 端電壓 之間的相角差； X 發(fā)電機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)電機相量圖， 推導同步發(fā)電機輸出電磁功率方程 因為： 所以： 6 0 sinqeEUPX????G 0mPeP0a? b?90 180?TPa b功角特性曲線 X 發(fā)電機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 轉(zhuǎn)子磁場軸線 與 定子合成磁場軸線之間夾角。 X 發(fā)電機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，當擾動使發(fā)電機的角度獲得微小增量 時，發(fā)電機發(fā)出的功率將隨之增大，此時發(fā)電機與原動機之間的功率平衡遭到破壞。由于這時發(fā)電機發(fā)出的電功率大于原動機的機械功率，即原動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小于發(fā)電機的電磁滯動轉(zhuǎn)矩，結果使發(fā)電機組開始減速，其角度增量 逐漸減小，經(jīng)過一段過渡過程后運行又恢復到擾動前的運行點 a，使發(fā)電機與原動機間恢復了功率的平衡。所以，在 a點運行時，電力系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的。 在 b點，當擾動使發(fā)電機的角度獲得微小增量 時，發(fā)電機發(fā)出的功率減小，發(fā)電機與原動機的機械功率遭到破壞，此時發(fā)電機發(fā)出的電功率小于原動機的機械功率，即原動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩超過了發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩，結果使發(fā)電機開始加速，其角度增量 逐漸增大，且隨著角度的增大發(fā)電機發(fā)出的功率繼續(xù)減小，進一步引起角度繼續(xù)增大，結果更加偏離了原先的運行情況，最終使發(fā)電機失去同步。所以在 b點運行時，電力系統(tǒng)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。 ????????9 遭受微小擾動后分析 a、 b兩個運行點的過渡過程： a點： 大于 0 時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)子制動， 趨于 0。 小于 0 時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)子加速，
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