天津理工大学中环信息学院

天津理工大学中环信息学院裴胜利电力系统分析(暂态)第八章电力系统的稳定性一、基本概念电力系统的运行状态稳态：运行参数变化很小电磁暂态过程——故障分析（只考虑电磁变化，几十ms）受到突然的扰动，运行参数变化很大暂态：机电暂态过程——稳定问题（同时考虑电磁与机械参量）稳态性概念：受到扰动后，能否回到原来的状态或过渡到新的状态静态稳定：受小干扰，偏离原状态，干扰消失后又恢复平衡（特点：变化量小，可线性化分析）暂态稳定：受大干扰，偏离有限，干扰消失后又恢复平衡（特点：变化量大，不允许线性化处理）动态稳定：受大干扰较长一段时间的过程，考虑调节与控制装置作用，时间较长二、同步电机的转子运动方程机械角加速度转动惯量原动机转矩电磁转矩机械角速度ωω0ω=0EqUδ0δ转子储存的动能：转矩基准值：三、简单电力系统的静态稳定1、功角特性曲线jXdjXT1jXL1jXL2jXT2jXdΣ凸极机隐极机2、静态稳定的概念分析a点时：受干扰δa获得正Δδ→PE获ΔP，P0不变→ΔM为负制动转矩，发电机减速，δ↘回到δa，ΔM=0，但惯性作用δ继续↘到a’’点停止减少，在a’’点ΔM>0故须加速，δ↗，但由于阻尼达不到a’点，经过几次振荡后回到a点，是静态稳定的。b点时：受干扰增加Δδ→PE↘，ΔM>0，故δ继续↗，不能回到b点。受干扰减少Δδ时，由b点回到a点，但在b点不能建立稳定的平衡，故是不稳定的稳定判据时稳定极限功率：稳定储备系数：正常运行：KP>15%故障状态：KP>10%3、利用小干扰法分析简单电力系统的静稳定两个根：分析:当Seq>0时，P1,2=jβ考虑到阻尼时,衰减振荡,稳定当Seq<0时，P1=μ,P1=-μ不稳定4、调节励磁对电力系统静态稳定的影响励磁维持端电压UG不变时，对应的功率特性曲线——外功率特性曲线在δ>900时仍然是稳定的，但由于的滞后调节，在δ<900范围内，对于装有调节器的系统，不能用dP/dδ判断，而应用小干扰法分析。5、提高静态稳定的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 采用自动励磁调节装置减少元件的电抗采用分裂导线采用串联电容器提高线路的额定电压等级增加回路数改善电网结构和采用中间补偿设备四、简单电力系统的暂态稳定1、分析假设PT不变（因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变化）对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响（零序：Δ接法，无；负序：平均值为零的转矩，惯性大来不及反映）只考虑正序分量的影响（用复合序网及等效等则）X2ΣX0ΣX2ΣX2ΣX0Σ单相接地两相短路两相接地短路三相短路短路点并入一个等效附加阻抗ZΔ模型正常运行时XT1XLXLXT2故障时XT1XLXLXT2Xᅀ故障切除后XLXT1XLXT2解释加速面积abcdk大与减速面积dgfe时是暂态稳定的最大故障切除角δc<δmax<δh是暂态稳定的2、等面积定则3、用分段计算法求解转子运动方程不能线性化，只能迭代，一步一步计算4、提高暂态稳定的措施采用自动励磁调节装置减少元件的电抗采用分裂导线采用串联电容器提高线路的额定电压等级改善电网结构和采用中间补偿设备快速切除故障和自动重合闸提高静稳有明显作用增大阻尼，改善暂稳减少加速面积，增大减速面积重合闸进一步增大减速面积快速汽门控制、电气制动、变压器经小电阻接地系统解列，异步运行，再同步汽轮机——快关汽门水轮机——电气制动，发生故障时迅速投入一个附加电阻变压器经小电阻接地——单相故障的电气制动联锁切机总复习第一章电力系统的基本概念1、电力系统的概念和组成—电力网、电力系统、动力系统及之间关系2、电力系统为什么要互联运行—经济、可靠、互补、备用3、电能变换和电源构成—水20%、火70%、核10%，了解新能源4、电力系统的负荷—了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时Tmax5、电力系统运行的特点及要求—电能质量、运行特点、运行要求6、电力系统的电压等级用电设备允许偏差5%、首末端10%发电机额定电压高于电网5%变压器升压变：=发电机额定电压一次侧：用电设备降压变：=电网额定电压UN二次侧：发电设备额定电压为空载电压内部损耗约5%二次电压高出10%标称电压等级7、了解电力网接线8、掌握中性点的接地方式有哪几种无备用—从一条线获得电源不接地中性点直接接地适应范围有备用—从两条及以上线获得电源中性点不直接接地经消弧线圈接地经电阻接地中性点不接地系统的优缺点第二章电力系统元件的电气参数及等值电路1、了解电力线路的结构－型号的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示3、掌握变压器的电气参数及等值电路多级电压网的归算问题——确定基准级，按变压器变比归算计算RT时归算短路试验归算问题——三绕组容量不同时标幺值电路的制定2、熟悉电力线路的电气参数及等值电路-扩径、分裂、换位空载试验计算XT时不归算4、熟练制作电力系统的等值电路归算有名值归算基准值端部完全等值的变压器模型的作用及推导5、了解电力设备运行的基本知识正常运行发电机结构变压器并列运行的条件正常过负荷迟相—发P、Q变压器自然方式—30%运行极限图组别一致变比相同非正常运行进相—发P、收Q调相—发、收Q短时过负荷异步运行—失磁，吸收无功、发异步有功不对称运行强迫方式—20%事故过负荷—牺牲寿命，不超过2倍升压：铁-中-低-高降压：铁-低-中-高变压器接线形式短路电压百分比值相等断路器——有灭弧能力，分合负荷及故障电流第三章简单电力系统的潮流计算1、掌握基本概念与计算同一电压等级如何求电压降落3、了解双端供电网的潮流计算方法电压降落不同电压等级时，归算问题2、掌握开式网的潮流计算方法已知：末端功率与电压，一步完成力矩原理电压损耗电压偏移如何求功率损耗已知：末端功率，首端电压，二步完成功率分点4、了解环型网的潮流计算方法单电压级——按两端供电，强迫=0多电压级——有强迫功率5、了解电力网潮流的调整与控制手段第四章复杂电力系统潮流的计算机算法1、掌握节点导纳矩阵的形成与修改PQ节点3、了解高斯—塞德尔迭代法的原理与步骤2、掌握潮流计算中节点的分类方法PV节点平衡节点4、了解牛顿—拉夫逊法的原理与步骤——局部线性化第五章电力系统有功功率的最优分配与频率调整1、掌握各类负荷的特点及调整方法一次调频—调速器调节2、了解有功功率的最优分配原理——等微增率准则频率与有功功率密切相关3、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法二次调频—调频器调节三次调频—经济分配耗量特性及等微增率准则—如果应如何调整机组出力水、火电厂不计网损时：水、火电厂计及网损时：f*p*负荷f*p*电源f*p*有二次调频为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化时的频率计算PL0-PG0=-ksf4、了解互联系统的频率调整方法第六章电力系统的无功功率与电压调整1、掌握无功电源的种类发电机2、了解无功功率的经济分布原理电压与无功功率密切相关3、掌握电压调节方法及概念调相器静止电容器无功电源的最优分布—等网损微增率无功负荷的最优补偿—最有网损微增率（容量确定、设备分布、顺序选择电压偏移主要受什么影响静止补偿器中枢点电压调整方式——逆(1.05-1.0)、顺(1.025-1.075)、常(1.02-1.05)电压调整方法发电机—调励磁变压器—调分接头及其计算并联补偿—调相机、静止补偿器、电容器—补偿容量的计算改变参数调压与调频方法的差异第七章电力系统电磁暂态过程分析1、了解电力网故障类型、产生原因、危害及预防措施2、理解三相短路过渡过程分析分析方法产生最大短路全电流的条件短路冲击电流ich和冲击系数kch1≤kch≤2发电机母线时kch=1.9，ich=2.7Idz高压电网时kch=1.8，ich=2.55Idz什么条件下故障不会出现过渡过程短路前空载合闸电压初相角为零纯电感电路3、掌握三相短路电流计算的实用方法重点是求交流电流初始值I’’简单系统可用等值法求短路回路总电抗标幺值XdΣ*计算短路电流时的一些简化假设条件应用运算曲线可求任意时刻短路电流的周期分量复杂系统可用叠加原理法，利用导纳矩阵求各个节点到短路点的转移阻抗Zif无穷大系统的概念4、掌握对称分量法原理并能形成各序网络理解对称分量法原理及电力元件的各序参数计算分量与合成短路电流能画出电力系统的等值零序网路5、会用称分量法原理分析各种不对称故障理解各种故障的边界条件会画各种故障的复合序网图计算各序网中任意处各序电流、电压第八章电力系统的稳定1、了解电力系统静稳及暂稳的概念及特点2、了解分析电力系统静稳的方法、判据及提高静态稳定的措施3、了解分析电力系统暂态稳的等面积法则4、了解提高暂态稳定的措施