电力系统稳态分析PPT(14-17讲)

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电力系统稳态分析课件

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a
(2 ln 1 2 ln 3 r
Dab Dbc Dca

r
2
)ia
107
(2 ln
3
Dab Dbc Dca r

r
2
)ia
107

(2 ln
Dm r

r
2
)ia
107
式中 Dm 3 DabDbcDca 称为三相导线的互几何均距,简称
几何均距。
a相导线每米的正序等值电感为:
0.779r
在近似计算中,可以取架空线路的电抗为 0.40/ km
(3)分裂导线三相架空线路的电抗
分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布,等效地增 加了导线半径,从而减少了导线电抗。
分裂导线一般是将每相导线分裂为若干根,布置在正 多角形的顶点上,实际应用中分裂数不超过4根。
d
二分裂
2
d12
d 23
ln
1 r
ib
ln
1 Dab
ic
ln
1 Dca
107
(2) a


r
2
ia
2ia
ln
1 r
ib
ln
1 Dca
ic
ln
1 Dbc
107
(3) a


r
2
ia
2ia
ln
1 r
ib ln
1 Dbc
r 导线材料的相对导磁系数,对铜、铝,r 1
f 交流电频率(Hz)
Dm 几何均距(mm或cm),Dm 3 Dab Dbc Dca
将f=50Hz,μr=1代入上式

电力系统运行的稳定性分析PPT课件

电力系统运行的稳定性分析PPT课件
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性振荡,如果失去同步的机组之间不能 迅速恢复同步,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。

第1页/共57页
第一节 概述
一、基本概念:
3.功角: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
角。
传输功率的大小与相位角δ密切相关,称δ为“功角”或“功率角”。
~
E q
jxd
jxT 1
U=常数
ω
jx L
U U0 jxT 2
Èq
q
第2页/共57页
δ
IU
第一节 概述
二、电力系统的稳定性分析
Xd
PE=P0与功率特性曲线有两个交点a和b, 即电机的两个运行点。 下面就对a点 和b点进行分析
第23页/共57页
a点扰动过程分析:
稳态时: d d 0 0
扰动使a→a´→δ↑(δ+Δδ) ,PEa´>P0 →ΔPa ´=PT-PEa´<0→ΔM<0→减速→δ↓→a´→a a→a"→δ↓(δ-Δδ), PEa">P0 →ΔPa"=PT-PEa">0→ΔM>0→加速→δ↑→a"→a
第16页/共57页
二.隐极发电机的功-角特性
-----即发电机的电磁功率与功角之间的关系 一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统

电力系统稳态分析(第一章)PPT(王)

电力系统稳态分析(第一章)PPT(王)
2、电力网
电力网(电网)是由变压器和各种电压等级输电线路组成的, 用于电能输送和分配的网络。其中电压等级在220kV及以上的电 力网主要用于电能的远距离输送,称为输电网;110kV及以下的 电力网主要用于向用户配送电能,称为配电网。
3、动力系统
电力系统及其动力部分的总体称为动力系统。动力部分包 括火力发电厂的锅炉、汽轮发电机;水电厂的水库、水轮机 ;原子能电厂的反应堆、汽轮机等。
第一章 电力系统的基本概念
主要内容:
1.电力系统的概念和组成 2.电能变换和电源构成 3.电力系统的负荷 4.电力系统运行的特点及要求 5.电力系统的电压等级 6.电力系统的接线及中性点接地
第一节 电力系统概述
一、电力系统发展简史
1、电力系统的形成和发展
直流→单相交流→三相交流→交直流并存。 (1)最初的直流电力系统 1882年法国建立了世界上第一个电力系统,电压为直流 1500~2000V,输电距离57km,输电功率约1.5kW。 直流电的电压不能象交流电那样很方便的通过变压器升高或 降低,无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低电压的 要求。
(2)单相交流输电 1885年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电,解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差;单相用电设备的 瞬时功率是周期性变化的,所以无论是单相发电机和单相 电动机运行时振动都比较大。 (3)三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上,德国建立第一个 三相交流输电系统。发电机功率230kVA电压95V、输电 线路电压25kV、输电距离178km、用电电压112V。
2、我国电力系统现状
(1)电网建设 目前我国已建成东北、华北、华中、华东、南方、西
南和西北七个区域电网。(如图所示)并在华中、南方、 西南、华东电网之间进行了联网。已初步建立了全国 统一电网。

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第三节 电力线路的参数和数学模型
• 一.电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线:导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆:导线、绝缘层、保护层等
1. 架空线路的导线和避雷线
导 线:主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线:一般用钢线
架空线的标号
×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型,Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料,其中:L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如:LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
进一步可得到:
x1
0.1445lg
Dm r
0.0157
还可以进一步改写为:
x1
0.1455lg
Dm r'
,r'
0.779r
在近似计算中,可以取架空线路的电抗为 0.40/ km
(3)分裂导线三相架空线路的电抗
分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布,等效地增 加了导线半径,从而减少了导线电抗。
分裂导线一般是将每相导线分裂为若干根,布置在正 多角形的顶点上,实际应用中分裂数不超过4根。
❖ 为增加架空线路的性能而采取的措施
目的:减少电晕损耗或线路电抗。
▪ 多股线 其安排的规律为:中心一股芯线,由内到外,第一
层为6股,第二层为12股,第三层为18股,以此类推 ▪ 扩径导线
人为扩大导线直径,但不增加载流部分截面积。不 同之处在于支撑层并不为铝线所填满,仅有6股,起支 撑作用。
▪ 分裂导线 又称复导线,其将每相导线分成若干根,相互间保
滚式换位 换位方式
换位杆塔换位
二.电力线路的参数

电力系统稳态分析-

电力系统稳态分析-
备的绝缘、通信的干扰、继电保护等
1.中性点不接地系统
C(或Xc)—各相对比地之间是空气层,空气是绝缘 介质,组成分散电容 (存在电场效应) 为了方便讨论,认为:
1) 三相系统对称(即电源中性点的电位为零) 2) 对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考 虑 3) 假设三相系统完全对称,则负荷电流 三相 对称。 4) 当导线经过完全换位后,Ca=Cb=Cc=C,则对 地附加电容电流对称 5) 中性点与地电位一致
约为5%。
三.电压等级及适用范围
电力网络中电压分布采取的措施:
1. 取用电设备的额定电压为线路额定电压,使 所有设备能在接近它们的额定电压下运行;
2. 取线路始端电压为额定电压的105%;
3. 取发电机的额定电压为线路额定电压的105%;
4. 变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源, 取一次侧额定电压等于用电设备额定电压; 二次侧接负荷,取二次侧额定电压等于线路
陕西理工学院课程教案
《电力系统稳态分析》
第一章 电力系统的基本概念
一.基本概念 二.电力系统的结线方式 三.电压等级及适用范围 四.电力系统中性点的运行方式
一.基本概念
电力系统——是由发电厂、变电所、输电线及 负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的 工程系统之一。 (1)电力系统特点: (2)对电力系统运行的基本要求:
变压器的电压等级
降压变压器(110/38.5,220/38.5)
• 一次侧(高压侧)接线路末端,相当于用电 设备,一次侧额定电压等于用电设备的额定 电压;
• 二次侧(低压侧)向负荷供电,相当于发电 机,应比线路的额定电压高5%,加上变压 器内耗5%,所以二次侧额定电压等于用电 设备的额定电压110%。

电力系统稳态分析PPT

电力系统稳态分析PPT

(2)输电线路允许的电压损耗
用电设备允许的电压偏移为 5% ,所以线路允许的电压 损耗为10%。
(3)输电线路的额定电压
输电线路的额定电压取线路各点电压的平均值,即用电 设备的额定电压。 (4)发电机的额定电压 在有直配线的情况下,发电机接于线路首端,运行时电 压比用电设备的额定电压高5%,为使发电机在额定电压下 运行,所以发电机额定电压就取线路首端的电压,即用电设 备额定电压的1.05倍。
凝汽式火力发电厂的厂用电率在(6~8)%。
(3)网损率 指一定时间内,电网在传输电能过程中所损耗的电能 和发电厂送入电网的电能的比值的百分数。
W W1 W2 网损率(%) W1 W1
六、联合电力系统
满足电力系统基本要求的措施很多,但根本的措施是采 用联合电力系统。
1、联合电力系统
将几个区域电力系统通过联络线路联系在一起所形成的 统一电力系统称为联合电力系统。
(3)各类负荷对供电可靠性要求 一类负荷(重要负荷):任何情况下不允许停电; 二类负荷(较重要负荷):尽可能不停电; 三类负荷(一般负荷):允许停电;
2、良好的电能质量
电能质量用电压偏移、频率偏移和电压波形来衡量。
(1)电压偏移 电气设备的实际电压偏离额定电压的程度,百分值表示。 (2)频率偏移 U (%)
副边绕组接于线路首端,运行时其电压比用电设备的额定
电压高5%,但变压器副边绕组的额定电压是指原边绕组加额定 电压,副边绕组开路时的端电压,注意到变压器正常运行时变
压器的内部电压损耗约为5%,所以变压器副边绕组的额定电压
应取用电设备额定电压的1.1倍。
只有当与变压器副边绕组相连接的线路路很短(或直接
1500~2000V,输电距离57km,输电功率约2KW。

电力系统稳态分析 (ppt 179页)

电力系统稳态分析 (ppt 179页)

计 算 如果通过线路环节的无
UU1 1
功功率为容性的,式中
jU1 dU
的Q需代负号进行计算。
U 2 U2
jU2
电压损耗 电力网中任意两点电压的代数
差。其电压损耗为 |U1| |U2 |


系 统
由于
U 1 (U2U2)2U2 2

流 计
将其展开成泰勒级数,取前两项可得
电力系统概论
章电力系统稳态分析
宁波大学信息学院
第三章 电力系统稳态分析
3.1 电力网的功率分布和电压计算 3.2 电力系统潮流的计算机算法 3.3 电力系统的频率与有功功率 3.4 电力系统的电压与无功功率 3.5 电力系统经济运行 3.6 电力系统中性点接地方式
3.1电力网的功率分布和电压计算
无备用方式采用双回线路(a)
• —有备用接线方式 单电源单环网(b)
接 闭式电力网
双电源双环网(c)
线
两端电源供电(d)
方 ü双回路网络的优缺点

简单方便、可靠性高
(a)
经济性差 ü环网供电的优缺点
可靠、经济
操作复杂、故障时电压质量差
(b)
(c)
(d)
电磁环网

线
变压器串联接入的多电压

等级环网,称为电磁环网。 QF
一、电力网的功率损耗
电 二、电力网环节的功率平衡和电压平
力 系


潮 三、开式电力网的潮流计算

计 算
四、两端电源供电网的潮流计算
五、电磁环网的功率分布与电压计算
概述
潮流计算的任务
针对具体的电力网络结构,根据给定的负荷功率和电源

电力系统稳定概述PPT课件

电力系统稳定概述PPT课件
1.0 I/ISC
0.8 PR/PRMAX
0.5 VR/ES
正常运行 临界值 非正常运行
0
1
ZLN/ZLD
2
3
电力系统稳定概述
• 中期和长期稳定
• 短期或暂态:0~10s • 中期:10s至几分钟 • 长期:几分钟至十几分钟
电力系统稳定概述
• 中期和长期稳定:系统受扰动后在较长时 间内,出现的持续功率不平衡问题。其中 包括:热力机组的锅炉动态、水利机组的 引水管动态、自动发电控制、电厂和输电 线保护/控制、变压器饱和、负荷和网络的 非正常频率效应等。
大停电事故的经验教训
• 电网结构要合理 • 具备合适的可靠的继电保护和安全自动装
置 • 无功电源和电压控制 • 防止负荷大量转移引起的恶性连锁反应 • 建立好最后一道防线,防止长时间大面积
停电和对最重要用户的破坏性停电
“8.14”美加大停电
• “8.14”美加大停电分析 • 大型互联电力系统和电力市场之间存在的
“8.14”美加大停电
• 负责美加大面积停电事故调查的北美电力 可靠性委员会披露了大停电的一些情况: 这次事故的原因可能是电压变化、输电线 故障和发电厂停电等问题共同造成的。
全美国卫星图片
大停电前卫星图片
大停电后卫星图片
大停电事故
• 2003年8月29日18时26分,英国国家电网中的一条 27.5万伏特的高压输电线路发生“非正常”故障, 几秒钟后又发生另一个故障,造成了此次停电。 从而导致温布尔登、郝斯特等地的电力供应首先 中断。随后伦敦和其毗邻的肯特郡的电力供应也 被中断,停电对超过50万英国人的工作和生活造 成了影响。停电约34分钟后,国家电网开始向伦 敦配电网络恢复供电,但直到两个多小时之后伦 敦电力供应才全面恢复。

电力系统分析课程讲稿讲义14-17

电力系统分析课程讲稿讲义14-17

河北水利电力学院课程讲义2019~2020学年第一学期课程名称:电力系统分析任课教师:******授课班级:电气*******班部门单位:电气工程学院2019年8月20日河北水利电力学院讲义注:对选择项在括号内打√号目录第14次课无功功率平衡、电压调整基本概念及发电机调压 (1)无功功率平衡 (1)无功负荷 (2)无功源 (3)无功平衡和电压水平的关系 (7)电力系统的电压调整 (9)14.5.1概述 (9)14.5.2中枢点的电压管理 (10)概述 (11)发电机调压 (11)第15次课改变变压器变比调压 (12)概述 (12)降压变压器分接头的选择 (12)升压变压器分接头的选择 (13)例题 (13)第16次课利用无功功率补偿调压、调压措施对比 (17)无功补偿调压 (17)16.1.1基本原理 (17)16.1.2补偿容量计算方法 (18)16.1.3例题 (19)线路串联电容补偿调压 (20)各种调压措施对比 (20)第17次课系统频率特性及有功功率平衡 (21)发电机的等值电路和参数 (21)17.1.1发电机概述 (21)17.1.2发电机的稳态等值电路 (21)电力系统的频率特性 (24)17.2.1负荷的有功功率——频率静态特性 (24)17.2.2例题 (25)17.2.3发电机的有功功率-频率静态特性 (26)第14次课无功功率平衡、电压调整基本概念及发电机调压无功功率平衡无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。

一方面,不仅要考虑总的无功功率平衡还要考虑分地区的无功平衡,还要计及超高压线路充电功率、网损、线路改造、投运、新变压器投运及大用户各种对无功平衡的影响。

一般无功功率按照就地平衡的原则进行补偿容量的分配。

小容量的、分散的无功补偿可采用静电电容器;大容量的配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或SVC。

无功负荷变压器的无功损耗Q LT包括励磁损耗Q0和漏抗中的损耗Q T由上式可知,Q0与电压平方成正比,QT与电压平方成反比,与电动机特性相同。

电力系统的稳定性分析(ppt 22页)

电力系统的稳定性分析(ppt 22页)

二、凸极式发电机的功-角特性方程
1、以空载电势Eq和同步电抗Xd、Xq表示发电机 时
Eq Uq Id Xd 0 Ud Iq Xd
发电机输出的有功功率 : PEq U d I d U q I q
PEq
EqUd Xd
UdUq
(
1 Xq
1 Xd
)
EqU sin U2 Xd Xq sin2
P E qU dE q X d U q U qU X d dE X q U ddE X q U dsin
PEq
EqU Xd
sin
功-角特性曲线用于电力系统 正常运行及故障后稳态运行稳 定性的分析
2、以交轴次暂态电势Eq’和直轴暂态电抗Xd’表示发电机 时
Eq Uq Id Xd
Eq'Uq Id Xd '
简单电力系统示意图
不知道自己缺点的人,一辈子都不会想要改善。成功的花,人们只惊慕她现时的明艳!然而当初她的芽儿,浸透了奋斗的泪泉,洒遍了牺牲的血雨。成功的条件在于勇气和 信乃是由健全的思想和健康的体魄而来。成功了自己笑一辈子,不成功被人笑一辈子。成功只有一个理由,失败却有一千种理由。从胜利学得少,从失败学得多。你生而有 前进,形如蝼蚁。你一天的爱心可能带来别人一生的感谢。逆风的方向,更适合飞翔。只有承担起旅途风雨,才能最终守得住彩虹满天只有创造,才是真正的享受,只有拚 活。知识玩转财富。志不立,天下无可成之事。竹笋虽然柔嫩,但它不怕重压,敢于奋斗、敢于冒尖。阻止你前行的,不是人生道路上的一百块石头,而是你鞋子里的那一 爱,不必呼天抢地,只是相顾无言。最值得欣赏的风景,是自己奋斗的足迹。爱的力量大到可以使人忘记一切,却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。生活不可能像你想 不会像你想的那么糟。时间告诉你什么叫衰老,回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵,昨天的太阳,晒不干今天的衣裳。实现梦想往往是一个艰苦的坚持的 到位,立竿见影。那些成就卓越的人,几乎都在追求梦想的过程中表现出一种顽强的毅力。世界上唯一不变的字就是“变”字。事实胜于雄辩,百闻不如一见。思路决定出 细节决定成败,性格决定命运虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水,但这滴水却凝聚着海洋的全部财富;是质量上的一而非数量上的一;你的思维拥 所有过不去的都会过去,要对时间有耐心。人总会遇到挫折,总会有低潮,会有不被人理解的时候。如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希 个人不知道他要驶向哪个码头,那么任何风都不会是顺风。沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。上天完全是为了坚强你的意志,才在道 碍。拥有资源不能成功,善用资源才能成功。小成功靠自己,大成功靠团队。炫耀什么,缺少什么;掩饰什么,自卑什么。所谓正常人,只是自我防御比较好的人。真正的 防而又不受害。学习必须如蜜蜂一样,采过许多花,这才能酿出蜜来态度决定高度。外在压力增加时,就应增强内在的动力。我不是富二代,不能拼爹,但为了成功,我可 站在万人中央成为别人的光。人一辈子不长不短,走着走着,就进了坟墓,你是要轰轰烈烈地风光下葬,还是一把骨灰撒向河流山川。严于自律:不能成为自己本身之主人 他周围任何事物的主人。自律是完全拥有自己的内心并将其导向他所希望的目标的惟一正确的途径。生活对于智者永远是一首昂扬的歌,它的主旋律永远是奋斗。眼泪的存 伤不是一场幻觉。要不断提高自身的能力,才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归,就是金榜题名。一个人失败的最大原因,是对自 的信心,甚至以为自己必将失败无疑。一个人炫耀什么,说明内心缺少什么。一个人只有在全力以赴的时候才能发挥最大的潜能。我们的能力是有限的,有很多东西飘然于 之外。过去再优美,我们不能住进去;现在再艰险,我们也要走过去!即使行动导致错误,却也带来了学习与成长;不行动则是停滞与萎缩。你的所有不甘和怨气来源于你 你可以平凡,但不能平庸。懦弱的人只会裹足不前,莽撞的人只能引为烧身,只有真正勇敢的人才能所向披靡。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。平静的湖面锻炼不出精 生活打造不出生活的强者。人的生命似洪水在奔流,不遇着岛屿、暗礁,难以激起美丽的浪花人生不怕重来,就怕没有将来。人生的成败往往就在于一念之差。人生就像一 为你在看别人耍猴的时候,却不知自己也是猴子中的一员!人生如天气,可预料,但往往出乎意料。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。如果不想被打倒,只有增加 你向神求助,说明你相信神的能力;如果神没有帮助你,说明神相信你的能力。善待自己,不被别人左右,也不去左右别人,自信优雅。活是欺骗不了的,一个人要生活得 象这杯浓酒,不经三番五次的提炼呵,就不会这样一来可口!生命不止需要长度,更需要宽度。时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。世上最累人的事,莫过于 你感到痛苦时,就去学习点什么吧,学习可以使我们减缓痛苦。当世界都在说放弃的时候,轻轻的告诉自己:再试一次。过错是暂时的遗憾,而错过则是永远的遗憾!很多 结果,但是不努力却什么改变也没有。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的损失,比错误更大的错误所以不要后悔。环境不会改变,解决之道在于改变自己。积 成功者的最基本要素。激情,这是鼓满船帆的风。风有时会把船帆吹断;但没有风,帆船就不能航行。即使道路坎坷不平,车轮也要前进;即使江河波涛汹涌,船只也航行 粹取出来的。浪费时间等于浪费生命。老要靠别人的鼓励才去奋斗的人不算强者;有别人的鼓励还不去奋斗的人简直就是懦夫。不要问别人为你做了什么,而要问你为别人 遥远的梦想和最朴素的生活,即使明天天寒地冻,金钱没有高贵,低贱之分。金钱在高尚人的手中,就会变得高尚;金钱在庸俗人手中,就会变得低级庸俗。涓涓细流一旦 大海也就终止了呼吸。漫无目的的生活就像出海航行而没有指南针。如果我没有,我就一定要,我一定要,就一定能。上一秒已成过去,曾经的辉煌,仅仅是是曾经。其实 在昨天,而是失败在没有很好利用今天。千万人的失败,都有是失败在做事不彻底,往往做到离成功只差一步就终止不做了。强者征服今天,懦夫哀叹昨天,懒汉坐等明天 只是不来的人,要来,千军万马也是挡不住的。求人不如求己;贫穷志不移;吃得苦中苦;方为人上人;失意不灰心;得意莫忘形。人们总是在努力珍惜未得到的,而遗忘 告诉我,无理取闹的年龄过了,该懂事了。时间是个常数,但也是个变数。勤奋的人无穷多,懒惰的人无穷少。手莫伸,伸手必被捉。党与人民在监督,万目睽睽难逃脱。汝 不伸能自觉,其实想伸不敢伸,人民咫尺手自缩。思考是一件最辛苦的工作,这可能是为什么很少人愿意思考的原因。我们不能成为贵族的后代,但我们可以成为贵族的祖先 年后的自己。自信!开朗!豁达!无论现在的你处于什么状态,是时候对自己说:不为模糊不清的未来担忧,只为清清楚楚的现在努力。无人理睬时,坚定执着。万人羡慕 志者常立志,有志者立常志,咬定一个目标的人最容易成功。心随境转是凡夫,境随心转是圣贤。学会以最简单的方式生活,不要让复杂的思想破坏生活的甜美。要无条件 的时候。一个人能走多远,要看他有谁同行;一个人有多优秀,要看他有谁指点;一个人有多成功,要看他有谁相伴。成功在优点的发挥,失败�

电力系统稳定性分析PPT课件

电力系统稳定性分析PPT课件

根据等面积定则就可 以确定系统暂态稳定 的临界条件(或称极 限条件)。
加速面积=最大减速面积
极限切除角
第28页/共47页
最大可能的减速面积 大于加速面积是保持 暂态稳定的必要条件。
例9-3
• 一简单电力系统如图,并知其线路的零序 等值电抗是正序电抗的4倍,设在输电线 路的某一回路的始端发生两相接地短路, 为 保 持C电lim 力 系 统 暂 态 稳 定 , 试 计 算 其 极 限 切除角
第38页/共47页
9.4.2 改善电力系统元件的特性和参数
• 4.输电线路 • 1)提高输电线路的电压 • 2)采用分裂导线 • 3)采用串联电容补偿
第39页/共47页
9.4.2 改善电力系统元件的特性和参数
• 5.开关等附加设备 • 1)输电线路设置开关站 • 2)发电机采用电气制动
第40页/共47页
KP
Pmax - P0 P0
100%
1 .2 4 6-1 1 0 0 % 1
24.6%
第16页/共47页
9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响
1.无调节励磁时发电机机端电压的变化
UE GG
-
U U
jIXjIX-XG
X - XG
X
发电机端电压的端点位于电 压降 jIX上,位置按阻抗的 比值确定。因为EG是常数,
器,如果故障消失则重合闸成功。如果故障没有消失,就再次断开。
第42页/共47页
9.4.3 改善电力系统运行条件和参数
所的以方随 向着 转动E G,向U G功也角随着增转大动,
且其模(数值)UG变小。
第17页/共47页
9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响
2.自动励磁调节对功率特性的影响

电力系统稳态分析PPT(1-13讲) 长沙理工

电力系统稳态分析PPT(1-13讲) 长沙理工

3、电力系统额定电压
国家规定的电力系统的额定电压如下表所示。
表 1-3
1000V 以上的额定电压 变压器额定线电压/kV
用电设备额定线电压/kV
交流发电机额定线电压/kV 一次绕组 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 - - - - 38.5 (66) 121 (169) 242 363
与用电设备相连接),线路压降很小时;或变压器本身的短 路电压较小(小于7.5%)时,允许变压器副边额定电压取 用电设备额定电压的1.05倍。 用线电压表示的抽头额定电压
220kV
升压变压器
降压变压器
5、不同电压等级的适用范围
3KV:工企业内部使用(如3KV电动机);
1000、500、330、220kV:用于大电力系统的主干线; 110KV:小电力系统的主干线、大电力系统的二次网络; 35KV:大城市或大工业企业内部配电网络;农村电力网络; 10kV:配电网络。
瞬时功率是周期性变化的,所以无论是单相发电机和单相
电动机运行时振动都比较大。 (3)三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上,德国建立第一个 三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压
25000V、输电距离178Km、用电电压112V。
三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济
性好,节省输电线路导线;三相发电机和三相电动机的瞬 时功率为常数,有效地减小了发电机、电动机运行中的振 动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行 的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力 系统输电距离的增大,制约输电容量的是不再是导体的发
题,也解决了不同频率系统之间的并网运行问题。
现代电力系统示意图如下图所示。
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2、最优分配原则
目标函数:
m
F F1(PT1)dt F1(PT1.k )tk
0
k 1
等约束条件: PT1.k PH 2.k PL.k (k 1、2 m)
0 W2 (PH 2 )dt
m
W2 (PH 2.k )tk
K (定值)
k 1
拉格朗日函数:
m
m
m
C* F1(PT1.k )tk 2 ( W2 (PH 2.k )tk K ) k (PT1.k PH 2.k PL.k )
i 1
i 1
取得极值条件:
C* PGi dF dPGi (1 P PGi ) 0 (i 1、2 n)
n
n
C* ( PGi PLi P ) 0
i 1
i 1
最优分配原则:
n
n
PGi PLi P 0
i1
i1
等约束条件
dF dPGi
1
网损修
1 P PGi
正系数
iai
不能违背; 与有功负荷最优分配无直接关系; 有功负荷最优分配后,在潮流计算中考虑。
◆ 考虑网损时,有功负荷的最优分配
n
目标函数不变: F Fi (PGi )
i 1
等约束条件:
n
n
PGi PLi P (PG1、PG2 PGn)
i 1
i 1
n
n
拉格朗日函数:C* F (PG1、PG2、 PGn) ( PGi PLi P )
水电厂:
W b0 b1PG b2PG2 b0 b1PG b2PG2 (m3 / s)
F(T / h) i
Fi
W (m3 / s)
i Wi
PGi
PG (MW )
PGi PG (MW )
汽轮发电机组耗量特性曲线 水轮发电机组耗量特性曲线
② 比耗量
火力发电机组:
i
Fi PGi
(T
/
MW .h)
Tk 2 Hk k 分配,并使总的水量消耗等于规定值。
3、 2 的物理意义及计算
① 物理意义
Tk 2 Hk
2
Tk Hk
dF1 ( PT 1 )
2
dPT 1 dW2 (PH 2 )
dF1 ( PT 1 ) dW2 (PH 2 )
(T / m3 )
dPH 2
就发电而言,每吨标准煤相当于 2 立方米水,称为水煤
PL
a0 PLN
a1PLN
f fN
a2PLN
f fN
2
a3PLN
f fN
3
a a a a 1
0
1
2
3
PL*
以f N 和PLN 为基准值 的标幺值表达式
f*
PL a0 a1 f a2 f2 a3 f3
当频率偏离额定值不大时,负荷有功-频率静态特性 用一条近似直线来表示。
◆参与一次调整的发电机数量越多,同样负荷变化情况 下,系统频率波动越小。
5、一次调整的计算
① 计算系统等值发电机的单位调节功率
m
KG KGi i 1
② 计算系统的单位调节功率
K KG K L
③ 计算电力系统的频率偏移
f PL0 PL0
K
KG KL
④ 计算各发电机增发的功率(需要时)
PGi KGif
❖ 注: ❖ 取功率的增大或频率的上升为正; ❖ 为保证调速系统本身运行的稳定,不能采
PL
PL
f
PG
PL1
f2 f1
PL0
PL 2
f
发电机功率增量 PL0 PL PG
PL0 PG PL (KG KL )f Kf
K
KG
KL
PL0 f
称为电力系统的单位调节功率。
系统的单位调节功率定义:
Ks
PL0 f
PL0 OA BO BA PG PL
KG f K Lf (KG K L )f
(0) 2
,按最优分配原则求
P(0) H 2.k
(k
1、2
m)
m
W2
k
(
P(0) H 2.k
)tk
K (0)
k 1
(2)将 K (0)与允许耗水量 K 进行比较,若 K (0) K ,
则重取
(1) 2
(0) 2
;若K (0)
K
,则重取
(1) 2
(0) 2

再按所取
(1) 2
P (1) H 2.k
(11)、(21) (b1)……
直到
K
( i
p
)
(i
1、2
b)

Ki (i 1、2 b)
相等,则最后一次
求得的 配。
P( p) Hi.k
(k
1、2
m)(i
1、2
b)
就是最优分
PT(i
p) .k
(k
1、2
m)(i
b 1、b
2
n)
这里只是一种概念。现代电力系统中优化调度方法……

目标函数:
m n1
最优分配原则:
PT1.k PH 2.k PL.k
m
W2k (PH .2k )tk K
k 1
(k 1、2 m)
dF1.k (PT1.k ) dPT 1.k
2
dW2.k (PH 2.k dPH 2.k
)
k
(k 1、2 m)
Tk 2 Hk k
(k 1、2 m)
即在每个时间段内,在满足功率平衡的情况下,按
(i 1、2 n)
1a1 2a2 nan 等网损微增率准则
★将各发电机的耗量微增率用相应的网损修正系数修正
后,在满足等约束条件下,按等网损微增率准则分配。
4、例题1
二、能源消耗受限制(既有火电厂,又有水电 厂)时,有功负荷的最优分配(一水一火)
1、目标
在整个运行时间段内满足用户的电力需求,合理分配水火电 厂的负荷,使总燃料消耗量最少。
频率的二次调整(或称为二次调频)指由发电机组的调 频器进行的,是对二次负荷变动引起的频率偏移作调整。
频率的三次调整(或称为三次调频)是对三次负荷变动 引起的频率偏移作调整。将在有功功率平衡的基础上,按 照最优化的原则在各发电厂之间进行分配。
一、电力系统综合负荷的有功静态频率特性
1、负荷有功功率静态频率特性
负荷的频率调节效应系 数或称为负荷的频率调 节效应、负荷的单位调 节功率,表示负荷随频 率的变化程度。
KL*(KL)由系统负荷性质 决定,无法调整。通常
KL* 1.5
2、发电机有功功率—静态频率特性
① 调速器工作原理
1 转速测量元件—离 心飞摆及其附件;
2 放大元件—错油门 (或称配压阀);
3 执行机构—油动机 (或称接力器);
电力系统稳态分析
第十四讲 电力系统的有功功率平衡 与频率调整
(电力系统有功负荷的最优分配—频率的三次调整)
主讲 刘建华
一、有功负荷的最优分配
1、目的
满足负荷需求,经济合理分配各发电机组有功出力,使系 统总的能源消耗(燃料费用、市场调度总费用)最少。
2、发电机的耗量特性
① 耗量特性 火电厂:
F a0 a1PG a2PG2 a0 a1PG a2PG2 (T / h)
i 1
i 1
C*取得极值条件,即原函数在满足等约束条件下取得极值
条件为: C* PGi dF dPGi 0(i 1、2 n)
n
n
C* ( PGi PLi ) 0
i 1
i 1
(1) (2)
即:
dF dPG1 dF dPG2 dF dPGn
1 2 n
(3)等耗量微
反映发电机组在该运行状态下,出力增加或减少单位值 时,能源消耗增加或减少的多少。
3、有功负荷的最优分配(火电厂、不计能源消耗受限) ① 目标函数
n
min F F1(PG1) F2 (PG2 ) Fn (PGn ) Fi (PGi ) i 1
② 约束条件
等约束条件:
n
n
PGi PLi P
(k
1、2
m)
m
W2
k
(
P (1) H 2.k
)tk
K (1)
循环计算,直到
(p) 2
K ( p) K,则 (2kp)1即为所求。
例题2
三、多个火电厂和多个水电厂的负荷分配
给定
(1 0)、(20)
(0) b
P(0) Hi.k
(k
1、2
m)(i
1、2
b)
K
(0) i
(i
1、2
b)
与已知 Ki (i 1、2 b) 比较
n
n
PGi PLi 0
i 1
i 1
增率准则 (4)
--—等耗量微增率准则
◆ 计及有功不等约束时,有功负荷的最优分配 先不考虑不等约束条件,按等耗量微增率准则对负荷进行
分配; 对于分配功率超过上限的机组取上限,低于下限的机组取
下限; 从总负荷中减去按上限或下限发电机组的出力,将剩余的
负荷在剩余机组中再按等耗量微增率准则进行分配。 ◆ 节点电压及无功不等约束条件的考虑
KG
1
PG f
KG
1
PG f
发电机的单位调节功率与调差系数的关系:
一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的:
汽轮发电机组
%=3~5或 KG*=33.3~20
水轮发电机组
%=2~4或 KG*=50~25
二、电力系统频率的一次调整
1、工作过程
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