简单电力系统静态稳定.ppt

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2023年5月3日星期三,电力系统分析基础FundamentalofPowerSystem,杨培宏Email：

Tel：

158-4866-8947,内蒙古科技大学信息工程学院电气自动化教研室,2023年5月3日星期三,第一章电力系统的静态稳定性,1、电力系统静态稳定性的概述2、同步发电机的机电特性3、简单电力系统静态稳定性分析,2023年5月3日星期三,1、电力系统静态稳定的概述,静态稳定：

是指电力系统受到小扰动后，不发生非周期失步，自动恢复到初始运行状态的能力，系统静态稳定；若不能恢复到初始的运行状态，则系统静态失稳。

小扰动就是指：

小负荷的投入、切除；系统接线方式的变化；气温、气压等因素引起的系统参数变化；发电机原动机出力的轻微变化。

2023年5月3日星期三,根据旋转物体的力学定律知：

其中转子机械角加速度转子的转动惯量转子机械角速度作用在转子上的不平衡转矩,2、同步发电机的机电特性,

（1）,2023年5月3日星期三,当发电机以额定转速旋转时，其动能为对方程

（2）两边同时除以转矩基准值可得：

又,公式

（1）可表示为,

（2）,（3）,2023年5月3日星期三,所以有（4）从而有（6）发电机的惯性时间常数，s。

其物理意义为：

在发电机转子上加额定转矩后，转子从停止状态转到额定转速时所经过的时间。

（5）,又,则,2023年5月3日星期三,由于发电机的惯性较大，一般机械角速度的变化不大，故近似认为故有：

所以公式（6）可写成（7）PE与发电机的功率角有着密切的关系：

故用功率角来代替发电机的角频率，具体分析如下：

进入,2023年5月3日星期三,发电机的q轴（）以电角速度旋转，某一参考相量以同步电角速度旋转，他们之间的夹角为当不等于时，显然存在如下关系：

所以将发电机的转子运动方程写成状态方程的形式如下：

2023年5月3日星期三,若也用标幺值表示时，则则可得发电机的二阶动态模型,2023年5月3日星期三,3、简单电力系统静态稳定性分析,简单电力系统接线图如右图所示，其功角特性方程如下：

分析简单电力系统的静态稳定性，需作如下几点假设：

（1）发电机采用隐极机，即xd=xq

（2）不计及自动调节系统，P=const，Eq=const,2023年5月3日星期三,发电机的二阶动态模型为：

2023年5月3日星期三,对于运行点a，当系统受到小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态，因此a点是静态稳定的；对于运行点b，受到扰动后，不是转移到运行点a，就是非周期的失去稳定，故b点是不稳定的，即系统本身没有能力维持在b点运行。

所以说，系统的静态稳定是以为分界点，当时，系统稳定；当时，系统不稳定。

2023年5月3日星期三,a,b,从功角特性图上看出，静态稳定的判据也可表示为：

系统临界稳定,系统静态稳定,系统静态失稳,2023年5月3日星期三,ENDTHANKS！

2023年5月3日星期三,同步发电机的功角特性,同步发电机的电压平衡方程为：

又视在功率：

所以：

2023年5月3日星期三,又,将电压平衡方程改为复数的形式，可得：

从而有：

2023年5月3日星期三,将带入P、Q中得：

功角特性曲线,返回,