电力系统的静态和暂态稳定性
电力系统分析十一章电力系统的暂态稳定性
P
EU X
sin
一般状况下，有：
X X X
所以 P P P
第三节 简朴电力系统暂态稳定性 旳定量分析
在功角由0 变化到 c 旳过程中，PT Pe ，多出
旳能量使发电机转速上升，过剩旳能量转变成转子
旳动能而贮存在转子中。加速过程中所做旳功为：
Sa
c Md
0
( P c
0 T
一、引起电力系统大扰动旳重要原因
（1）负荷旳忽然变化 （2）切除或投入系统旳重要元 件 （3）电力系统旳短路故障
由于暂态分析计算旳目旳在于确定电力系统在给定旳大 扰动下各发电机组能否继续保持同步运行，因此重要研究发 电机组转子运动特性，考虑其重要影响原因，对影响不大旳 原因加以忽视或近似考虑。
二、暂态稳定计算中旳基本假设
第四节 发电机转子运动方程旳数值解法
为了保持电力系统旳暂态稳定性，需要懂得必 须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角对应 旳极限切除时间，这就需要找出发电机受到大干扰 后，转子相对角δ随时间t变化旳规律，即δ =ƒ(t)曲线， 此曲线称作摇摆曲线。
发电机转子运动方程是非线性旳常微分方程，一 般用数值计算措施求其近似解。
第十一章 电力系统旳暂态 稳定性
第十一章
1 电力系统暂态稳定性概述 2 定性分析 3 定量分析 4 提高暂态稳定性旳措施
第一节 电力系统暂态稳定性概述
暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同 步发电机保持同步运行，并过渡到新旳或恢复 到本来稳定方式旳能力，一般指第一或第二振 荡周期不失步。一般扰动后旳系统状态与扰动 前不一样。一般考察扰动后3－5秒。最多10s。 假如电力系统在某一运行方式下，受到某种形式旳大扰动， 通过一种机电暂态过程后，可以恢复到原始旳稳态运行方式或 过渡到一种新旳稳态运行方式，则认为系统在这种状况下是暂 态稳定旳。 电力系统旳暂态稳定性不仅与系统在扰动前旳运行方式有 关，并且与扰动旳类型、地点及持续时间有关。因此，为了分 析系统旳暂态稳定性，必须对系统在特定扰动下旳机电动态过 程进行详细旳分析，因此一般采用旳是对全系统非线性状态方 程旳数值积分法进行对系统动态过程旳时域仿真，通过对计算 得到旳系统运行参数(如转子角)旳动态过程旳分析，鉴别系统旳 暂态稳定性。
电力系统的稳定性
2
1.54
1 1
EU 1.541
PM
X
‘ d
0.975
1.584
KP
PM P0
P0
100%
1.584 1100% 1
58.4%
减速 b 如图7-2(b)中虚线所示
b
b'
bb''°°
0
t=0
t
t=0
t
(a)
(b)
图7-2 功率角旳变化过程
(a) 在a点运行; (b) 在b点运行
3、电力系统静态稳定旳实用判据
根据
SEq
dpEq
d
0
可以判断同步发电机并列运行旳静态稳定性。
SEq
称整步功率系数,如下图所示。
PEq SEq
Kp%
第一节 简朴电力系统旳静态稳定性
.
Eq
jXd
jXT1
jXL
jXL
1 Xd Xd XT1 2 XL XT2
jXT2
.
U 定值
若发电机与无限大容量母线相连，则其功-角特性曲 线，如下图所示：
PEq
EqU
Xd
0 30 60 90 120 150 180 ()
图 以 Eq表达旳隐极式发电机旳
例：如图所示旳电力系统，参数标么值如下： 网络参数： Xd=1.12,XT1=0.169,XT2=0.14,Xl/2=0.373;
运行参数：Uc=1.0,发电机向受端输送功率 P0=0.8,cosφ0=0.98
试计算当Eq为常数时此系统旳静态稳定功率极 限及静态稳定储备系数KP。
例:系统接线如图，归算至同一基准值旳参数标么值及初始运行 条件示图中，求下述两种状况下旳静态稳定储备系数KP :
11电力系统的稳定性---陈立新
降低了线路电抗的标幺值
在电力网稳定工程中，此法经常使用。 例如：荆门电厂三期工程（2×600MW），电厂出线 端最高电压由200kV提高到500kV，从多方面提高系 统的稳定性！（工程44亿，申请近十年，如下图： 三期工程）
第六节 提高静态稳定性的措施
荆门电厂三期工程
（3）提高线路的额定电压等级
原理：线路UN 提高，线路折算到发电机侧的阻 抗降低。
G
G
T1
L
T2
.U=常
数
若UG=11kV,线路额定电压UN＝110kV,线路阻抗 100Ω 则折算到发电机侧的线路电抗值为1Ω ；
第六节 提高静态稳定性的措施
若提高输线路的额定电压到220KV，则折算到发电机侧 的线路电抗值为0.25Ω。
E
(b)
X
' d
X
T1
XL
XL
XT2
E
(c)
X d'
X T1
XL
XL
XT2
V
11-8 电力系统暂态稳定
1 X I X XT1 X L XT 2 2
' d
E
(b)
X
' d
X
T1
XL
XL
XT2
1 ' ( X d X T 1 )( X L X T 2 ) 2 X II X I X
V
E
(c)
X d'
X T1
XL
XL
XT2
' X III X d X T 1 X L X T 2
11-8 电力系统暂态稳定
08章 提高电力系统稳定性(stability)的措施
8.1提高电力系统静态稳定性的措施 8.1提高电力系统静态稳定性的措施
5. 改善系统的结构
增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效 加强线路两端各自系统的内部联系， 电抗。 电抗。 在系统中间接入中间调相机( 在系统中间接入中间调相机(rotary condenser )或接入 中间电力系统。 中间电力系统。
第8章 提高电力系统稳定性(stability)的措施 提高电力系统稳定性(stability)的措施
本章提示 8.1提高电力系统静态稳定 steady8.1提高电力系统静态稳定(steady-state stability ) 提高电力系统静态稳定( 的措施； 的措施； 8.2提高电力系统暂态稳定 8.2提高电力系统暂态稳定(transient stability )的 提高电力系统暂态稳定( 措施。 措施。
电力系统分析
8.2 提高电力系统暂态稳定性的措施
1.快速切除短路故障 1.快速切除短路故障
由于快速切除故障减小了加速面积， 由于快速切除故障减小了加速面积， 增加了减速面积， 增加了减速面积，从而提高了发电 机之间并列运行的稳定性。 机之间并列运行的稳定性。另一方 快速切除故障， 面，快速切除故障，还可使负荷中 电动机的端电压迅速回升， 电动机的端电压迅速回升，减小了 电动机失速和停顿的危险， 电动机失速和停顿的危险，因而也 提高了负荷运行的稳定性。 提高了负荷运行性 电力系统分析
8.2 提高电力系统暂态稳定性的措施
图8.2展示了单回输电线按三相和按故障相重合时功角 特性曲线。 特性曲线。
图 8.2单回线按相和三相重合闸的比较 单回线按相和三相重合闸的比较
电力系统暂态分析：第六章 电力系统稳定性问题概述
M E max
2M E max S Scr
Scr S
• 四、自动调节励磁系统包括： • 1、自动调节励磁系统包括： • 主励磁系统和自动调节励磁装置
• 主励磁系统是从励磁电源到发电机励磁绕组的励 磁主回路：
• 自动调节励磁装置根据发电机的运行参数，如端 电压、电流等，自动地调节主励磁系统的参数。
➢两机系统
PE1 E12G11 E1E2 Y12 sin(12 12 ) PE12 E22G22 E1E2 Y12 sin(12 12 )
PE1 PE2 δ12
• 三、异步电动机转子运动方程和电磁转矩
• 异步电动机组的转子运动方程为
TJ
0
d*
dt
(M E
Mm)
• TJ 为异步电动机组的惯性时间常数，一般约为
Re
E i
n
Eˆ
jYˆij
j1
n
n
Ei E j (Gij cos ij Bij sin ij ) Ei2Gii Ei Ej Yij sin( ij ij )
j 1
j 1
ji
导纳角 ij
tg1
Gij Bij
➢任一台发电机的功率角的改变，将引起全系统各机 组电磁功率的变化。稳定分析是全系统的综合问题。
➢ 机电暂态过程主要是电力系统的稳定性问题。电力系 统稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干 扰后，能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡 到一个新的稳态运行状态的问题。
如果能够，则认为系统在该正常运行状态下是稳定
的。
反之，若系统不能回到
原来的运行状态或者不能建
立一个新的稳态运行状态，
J02 SB
Wk
电力系统稳定性简要概述
电力系统稳定性简要概述引言电力系统稳定性是指电网在受到外界扰动或内部故障时，恢复稳定工作状态的能力。
在电力系统中，稳定性是一个极其重要的概念，保证电网的稳定运行对于维持现代社会的基本运转至关重要。
本文将简要概述电力系统稳定性的基本概念和分类，以及相关的控制方法。
电力系统稳定性的概念电力系统稳定性可以分为三个方面：1.电力系统静态稳定性：指电力系统在小扰动下能够保持稳定的能力。
静态稳定性通常涉及发电机和负荷之间的平衡，以及电网的电压和频率的稳定性。
2.电力系统动态稳定性：指电力系统在大扰动下能够迅速恢复到稳定的能力。
动态稳定性涉及到电力系统的振荡和失稳问题，如发电机转子振荡和电压失控等。
3.电力系统暂态稳定性：指电力系统在受到突发大扰动（如故障、短路等）后，能够在较短的时间内恢复到正常稳定状态。
暂态稳定性主要涉及电力系统的电压和电流的快速变化过程。
电力系统稳定性的影响因素电力系统稳定性受到多种因素的影响，包括但不限于：1.发电机和负荷之间的平衡：发电机的产生功率必须与负荷的消耗功率相匹配，否则会导致电力系统的不稳定。
2.电网的电压和频率：电力系统的电压和频率必须保持在合理的范围内，否则会对电力设备和用户设备造成损坏。
3.线路和变压器的损耗：电力系统中的线路和变压器会产生电阻和电磁损耗，这些损耗会导致电能的损失，从而影响电力系统的稳定性。
4.电力系统的控制策略：电力系统的控制策略包括发电机的启动和停机控制、负荷的调整控制等，这些控制策略直接影响电力系统的稳定性。
电力系统稳定性的控制方法为了保证电力系统的稳定运行，需要采取一系列的控制方法。
以下是常用的控制方法：1.发电机的自动调节系统：通过自动调节发电机的励磁和机械输入，使得发电机的输出功率和电压保持稳定。
2.负荷调整控制：根据实际负荷需求，调节负荷的输出功率，使其适应电力系统的变化。
3.线路和变压器的补偿控制：对线路和变压器进行补偿，降低其损耗，提高电力系统的效率和稳定性。
91 电力系统稳定的基本概念(201512) (2)
“单机-无穷大”系统
忽略元件电阻及导纳：
1
X X X X X
G
2 T 1
L
T2
在不计发电机励磁调节作用 的情况下（E=常数），怎 样计算发电机向系统输送的 有功功率?
在不计发电机励磁调节作用 的情况下（E=常数），发电 机向系统输送的有功功率
P UI cos
P EU sin
二、电力系统稳定的分类【按引 起稳定问题的主要原因分类】
1.功角(频率、同步)稳定性问题
电力系统受到干扰后因为有功功率不平衡，严重偏 离平衡状态，导致系统某些点之间的功率角度差越 来越大而使系统是否失去稳定；
一般根据受扰后并联运行的同步发电机转子之间的 相对位移角的变化规律来判断同步电机间的同步运 行问题。
X
IX cos E sin
称为“功率角”，简称“功角”。
功角特性
假设发电机的励磁电势 E、系统电压U恒定，系 统转移阻抗 X 给定：
P EU sin
X
发电机的功率极限：发电机所能输出的最大有功功率。
角变化可以表征发电机转子相对位置
大扰动：短路、断线、大容量机组投入／切除、 干线投入／切除等。
二、关于稳定的一些基本概念
1.稳定运行状态
重要
电力系统中所有的同步电机（主要是发电机）标都识处
于同步运行状态。即：所有并联运行的同步发电机都在
同步转速下运行，都有相同的电角速度。
表征运行状态的参数接近于不变的数值.
N 2fN
Pe
EqU X
sin
★ 自动励磁调节
装置的作用：
(1)提高系统的稳
e
定极限功率；
12.3电力系统的稳定性
电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围，当电压升高到一定值时，空气游离就会发生放电，形 成电晕。
附近做有阻力的减幅振荡，最终将稳定在静态稳定点k。这种稳定称为暂态
稳定。
⑧、若在正常运行时，系统运行在功角特性曲线P1上，因功率平衡的要求，运
行点位于P1曲线上的a点，功角为δ0，其转速为同步转速ω=ω0。
16
⑨、故障产生瞬时， ⅰ、运行为由功角特性曲线P1转移到曲线P2，运行
点转移的过程中由于转子的惯性，功角δ0保持 不变，因此发电机的运行点由P1上的a点瞬时转 移到故障时的曲线P2上的b。 ⅱ、这时输出的电磁功率减小，而输入的机械功率还 来不及变化，所以发电机在过剩转矩作用下，开 始加速，使得ω>ω0，功率角δ相应增大。在功率角增大到δc时，故障被 切除，运行点在保持功角δc不变的同时，由功角特性曲线P2上的c点转移 到故障后曲线P3上的e点，此时输出的电磁功率大于机械功率，发电机受到 制动而减速，由于此时仍然有ω>ω0 ，故δ仍继续增大，直到h点。 ⅲ、发电机转子尚未减小到同步转速ω0 ，故δ继续增大，越过h点。越过h点 后，发电机电磁功率小于机械功率，转速再一次增大，大大超于同步转 速，使得进一步增大。（加速动能没有消耗完） 至此发电机已丧失稳定运行的能力，进入异步运行状态。
矩），发电机组将减速，转速将小于同步转速，功角也将减小，运行点将渐
渐回到a点。
3
电力系统静态稳定性指：系统受到一个小干扰时，能够恢复到原来状态的能力。
电力系统运行的稳定性
二、静态稳定和暂态稳定
(1)静态稳定是指电力系统和发电机在正常运行时，经受某种 很小的扰动以后，能自动恢复到原来运行状态的能力。其恢 复能力的大小，用静态储备系数来衡量。
(2)暂态稳定是指当电力系统和发电机的正常运行受到较 大干扰(突然切除大负荷或发生短路等)，使发电机的功率平 衡受到相当大的波动时，发电机能保持同步运行的能力。并 用动稳定储备系数来衡量。
静态稳定判据：
>0
四、暂态稳定分析
五、提高静态稳定和暂态稳定措施
• 1、提高电力系统静态稳定的措施： • 1） 减少电力系统各元件的感抗。 • 2） 采用自动调节励磁装置。 • 3） 采用按频率减负荷装置。 • 4） 增大电力措施：
1） 快速切除短路故障。 2） 采用自动重合闸装置。 3） 发电机采用机械制动和电气制动。 4） 变压器中性点经小电阻接地。 5） 设置开关站和采用串联电容补偿。 6） 采用连锁自同期和解列。 7） 改变运行方式。 8） 故障时分离系统。 9） 快速控制调速汽门。
电力系统运行的稳定性
• 一、概述：
• 电力系统是由发、供、用电设备组合在一起的一个整体。
庞大的电力系统内所有设备的运行都互有关联和影响， 甚至影响到整个电力系统。因此，电力系统应能迅速消 除事故，继续进行正常生产，也就是电力系统应具备稳 定运行的能力。这种能力的大小取决于系统的结构、设 备的性能和运行参数等多方面的因素。若事故影响超过 了限度，电力系统就会失去稳定而使发电机不能正常发 电、用户不能正常用电、系统设备运行参数发生巨大变 化、造成大面积停电等事故。所以，电力系统稳定问题 是关系到电力生产的重要课题。
三、静态稳定分析
假设发电机运行于a点,有一个小扰动使功角δa获得一个正的 增量△δ,于是发电机输出的电磁功率PE也有一个正的增量△P,而 PT不变。于是PE>PT，转子制动减速，δ变小，当δ变小到δa时， 由于惯性δ继续减小到a”点才停止。此时PT>PE，转子又加速，δ 变大，当δ变大，由于阻尼作用，δ继续增大超过δa但达不到a’点 就又开始衰减，这样经过衰减的振荡后最后稳定运行于a点。平 衡点a点是静态稳定的。
电力系统中各元件的机电特性
第九章 电力系统静态稳定性分析主要内容提示：电力系统的稳定性，是指当电力系统在正常运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定的时间后又恢复到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳定运行状态的能力。
如果能够，则认为系统在该运行状态下是稳定的。
反之，若系统不能回到原来的运行状态，也不能建立一个新的稳定运行状态，则说明系统的状态变量没有一个稳定值，而是随着时间不断增大或振荡，系统是不稳定的。
电力系统的稳定性，按系统遭受到大小干扰的不同，可分为静态稳定性和暂态稳定性。
电力系统的静态稳定性即是在小干扰下的稳定性,电力系统的暂态稳定性是在大干扰下的稳定性。
本章主要讨论：各类旋转元件的机电特性，简单电力系统的静态稳定性及提高电力系统静态稳定的措施。
重点是系统静态稳定的实用判据和小干扰法的应用。
§9—1 各类旋转元件的机电特性本节讨论两个基本问题：同步发电机组转子运动方程及功-角特性()δP ；异步电动机组转子运动方程及电磁转矩与转差的关系()s M 。
一、发电机的转子运动方程在发电机转轴上有两个转矩作用（略摩擦转矩）,一个是原动机作用的机械转矩T M ，与之对应的功率T P 为机械功率；另一个是发电机作用的电磁转矩E M ，与之对应的功率E P 为电磁功率.发电机转轴上的净加速转矩：αJ M M M E T =-=∆ 其中 J 为转子的转动惯量，α为机械角加速度。
当N ωω=时，1=*ω，则**∆=∆P M发电机的转子运动方程：****-=∆=⋅=∆E T N JP P P dt d T M 22δω（＊符号可省略） 写成状态方程:()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-=E T J N N P P T dt d dt d dt d ωωδωωδ22惯性时间常数：2222222100074.246024N BB N B N B N J n S GD S GD n S GD S J T =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅==πΩΩ(s) J T 的物理意义：当机组输出电磁转矩0=*E M 、输入的机械转矩1=*T M 时，机组从静止升速到额定转速所需的时间.当δ、t 、J T 以不同的单位表示时，转子运动方程出现不同的形式：如,当δ（rad ）、t （s ）、J T （s ）时，222dt d f T P N J δπ⋅=∆* 当δ(度）、t （s ）、J T （s ）时，22360dt d f T P N J δ⋅=∆*二、发电机的功—角特性方程以图9-1所示的单机对无限大系统为例，分析发电机的功—角特性。
电力系统的稳定性分析与控制原理
电力系统的稳定性分析与控制原理电力系统的稳定性是指系统在受到扰动后，是否能够自动恢复到稳定状态的能力。
稳定性分析与控制原理是电力系统运行的重要方面，对于确保电力系统的可靠运行具有重要意义。
本文将从电力系统稳定性的定义开始，介绍稳定性分析的基本原理和常用方法，并探讨稳定性控制的主要策略。
一、稳定性的定义电力系统稳定性可以分为两个方面，即动态稳定性和静态稳定性。
1. 动态稳定性：动态稳定性是指电力系统在短暂或持续大扰动下，能否从不稳定状态恢复到稳定状态的能力。
2. 静态稳定性：静态稳定性是指电力系统在负荷变化或故障发生后，能否保持电压和频率的稳定。
二、稳定性分析的基本原理稳定性分析是通过建立系统的数学模型，运用动态和静态稳定性指标来评估系统的稳定性。
1. 动态稳定性分析原理动态稳定性分析主要涉及系统的瞬态稳定性和暂态稳定性。
瞬态稳定性分析重点考虑电力系统在短时间内的电压和频率响应，通过模拟系统稳定性的动态过程，并进行事件触发与动态响应的仿真分析。
暂态稳定性分析主要考虑系统在故障或外界扰动下的稳定性问题，通过分析系统的暂态过程和各个节点的电压与功率变化，评估系统对扰动的响应能力。
2. 静态稳定性分析原理静态稳定性分析主要涉及系统的电压稳定和功率稳定。
电压稳定性分析主要评估系统节点电压的变化范围，包括电压过大和电压过小两个极端情况，同时分析系统中可能存在的电压不平衡和电压波动问题。
功率稳定性分析主要考虑系统负荷变化时，发电机输出功率与负荷需求之间的平衡关系，评估系统的平衡能力。
三、稳定性分析的常用方法稳定性分析的常用方法包括直流潮流法、潮流灵敏度法、暂态稳定分析法等。
1. 直流潮流法是稳定性分析的基础方法，通过建立节点电压和功率之间的迭代方程，求解系统各节点的电压和功率分布。
这种方法适用于对系统电压稳定性的初步评估。
2. 潮流灵敏度法是一种全面分析系统稳定性的方法，它考虑了系统中各个元件或节点电压与功率参数的变化对系统稳定性的影响程度，可以定量评估系统的稳定性水平。
电气系统稳定的基本概念
电气系统稳定的基本概念电气系统稳定是指在一定运行条件下，系统能够以可接受的方式维持其正常运行状态，并保持所需的动态性能。
电气系统稳定的基本概念包括静态稳定性、动态稳定性和暂态稳定性。
静态稳定性是指系统在运行过程中能够维持电压和频率的稳定。
电力系统通常需要通过控制发电机的励磁电流或发电机的有功输出来调节其输出电压，保证电网电压的稳定。
此外，还需要通过有效的负荷调节来保持电网的频率稳定。
静态稳定性主要关注系统稳定的平衡状态，通过调整功率的分配，使得电压和频率在允许的范围内保持稳定。
动态稳定性是指系统在受到外部扰动或突发故障时，能够迅速恢复到稳定状态并保持正常运行。
在电力系统中，常见的动态稳定性问题包括电压暂降、短路故障等。
为了保持动态稳定性，电力系统需要设计合理的调度策略和控制策略，以便于在故障发生时能够及时进行控制和调节，保证系统能在最短的时间内恢复到稳定状态。
暂态稳定性是指系统在发生故障后，能够在一定时间内恢复到稳定状态，并保持正常运行。
在电气系统中，暂态稳定性主要是指系统在发生故障时，各节点电压、功率等因素的瞬时变化能够在一定时间内恢复到新的稳定状态。
暂态稳定性主要关注电力系统在发生故障后的短暂稳定性，需要通过选择合适的保护装置和控制策略来实现。
为了保证电气系统的稳定运行，需要进行系统规划、设备选型、调度控制和保护调试等方面的工作。
首先，必须对系统进行规划和设计，包括确定电源和负荷的分布、设备的选型和布置等。
其次，在系统运行过程中需要使用合理的控制策略和保护装置，以及有效的调度算法来保证系统的稳定和安全运行。
最后，在系统运行过程中需要进行定期的检测和维护，以及及时处理故障和隐患，确保系统始终处于稳定的状态。
总之，电气系统稳定是保证电力系统正常运行的关键要素。
通过静态稳定性、动态稳定性和暂态稳定性的综合保证，可以确保电力系统在各种条件下都能保持稳定运行，并达到所需的电力质量要求。
9-4 电力系统运行的稳定性
故障发生后的过程为：
运行点变化 原因 a→b 短路发生 b→c c→e e→f f→k 结果 PT>PE, 加速，ω上升，δ 加速， 上升， 增大 ω上升 ω上升，δ增大 ω>ω0 ,动能增加 上升， ,动能增加 PT<PE, 开始减速，但 开始减速， 故障切除 ω>ω0 ，δ继续增大 减速， =ω0， 动能释放 减速，当ωf =ω0，动能释放完 δm角达最大 毕，δm角达最大 PT<PE, 减速δ，减小 经振荡后稳定于平衡点k 减速δ 经振荡后稳定于平衡点k
9-4 电力系统运行的稳定性
电力系统运行的稳定性， 电力系统运行的稳定性，就是指在受到外界干扰的 情况下发电机组间维持同步运行的能力。 情况下发电机组间维持同步运行的能力。 在小扰动作用下，系统将会偏离运行平衡点， 在小扰动作用下，系统将会偏离运行平衡点，如果 这种偏离很小，小扰动消失后， 这种偏离很小，小扰动消失后，系统又重新恢复平 则称系统是静态稳定 静态稳定的 衡，则称系统是静态稳定的。 在大扰动作用下， 在大扰动作用下，如果系统运行状态的偏离是有限 且在大扰动结束后又达到了新的平衡， 的，且在大扰动结束后又达到了新的平衡，则称系 统是暂态稳定 暂态稳定的 统是暂态稳定的。
W = ∫
δ max δc
( P0 P2 M sin δ )dδ
能量守恒， 能量守恒，有： W+ + W = 0 系统暂态稳定判据： W+ ≤ W 系统暂态稳定判据：
加速面积、减速面积的应用例――单相重合 加速面积、减速面积的应用例――单相重合 闸的作用分析 加速面积、减速面积的应用例 加速面积、减速面积的应用例――单相重合闸 单相重合闸 的作用分析
Psl P0 kp = × 100% > 15% P0
电力系统稳定的定义
电力系统稳定的定义
电力系统稳定是指在外界扰动或内部故障的情况下，电力系统能够保持稳定运行的能力。
这种稳定性包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定三个方面。
静态稳定是指在系统负荷变化或发电机出力变化的情况下，系统仍能保持电压和频率的稳定。
静态稳定主要受到发电机容量、输电线路阻抗以及负荷特性等因素的影响。
动态稳定是指在系统遭受突然扰动后，如过载、短路等故障时，系统能够快速恢复到正常运行状态。
动态稳定主要受到发电机转子惯量、励磁控制、自动调节装置以及保护控制等因素的影响。
暂态稳定是指在系统遭受大幅度扰动后，如雷击、外界短路等严重故障时，系统能够快速恢复到正常运行状态。
暂态稳定主要受到发电机转子惯量、励磁控制、保护控制以及高压断路器等因素的影响。
为了确保电力系统的稳定运行，需要采取一系列措施，如增加备用电源、优化输电线路、提高发电机容量和负荷调节能力等。
此外，还需要加强对电力系统的监测和保护控制，及时发现并解决潜在的故障隐
患。
只有这样，才能确保电力系统的稳定运行，为社会经济的发展提供可靠的电力保障。
静态暂态动态稳定的概念
1．什么叫电力系统静态稳定、暂态稳定和动态稳定(1)电力系统静态稳定：是指电力系统受到小干扰后，不发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。
(2)电力系统暂态稳定：指的是电力系统受到大干扰后，各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢得到原来稳定运行状态的能力，通常指第一或第二摆不失步。
(3)电力系统动态稳定：是指系统受到干扰后，不发生振幅不断增大的振荡而失步。
2．提高系统稳定的基本措施1）加强网架结构；2）提高系统稳定的控制和采用保护装置。
(1)加强电网网架，提高系统稳定。
线路输送功率能力与线路两端电压之积成正比，而与线路阻抗成反比。
减少线路电抗和维持电压，可提高系统稳定性。
增加输电线回路数、采用紧凑型线路都可减少线路阻抗。
在线路上装设串联电容是一种有效的减少线路阻抗的方法，比增加线路回路数要经济。
串连电容的容抗占线路电抗的百分数称为补偿度，一般在50％左右，过高将容易引起次同步振荡。
在长线路中间装设静止无功补偿装置（SVC），能有效地保持线路中间电压水平（相当于长线路变成两段短线路），并快速调整系统无功，是提高系统稳定性的重要手段。
(2)电力系统稳定控制和保护装置。
提高电力系统稳定性的控制可包括两个方面：①失去稳定前，采取措施提高系统的稳定性；②失去稳定后，采取措施重新恢复新的稳定运行。
几种主要的稳定控制措施：a:发电机励磁系统及控制。
发电机励磁系统是电力系统正常运行必不可少的重要设备，同时，在故障状态能快速调节发电机机端电压，促进电压、电磁功率摆动的快速平息。
因此，充分发挥其改善系统稳定的潜力是提高系统稳定性最经济的措施，国外得到普遍重视。
常规励磁系统采用PID调节并附加电力系统稳定器（PSS），既可提高静态稳定又可阻尼低频振荡，提高动态稳定性。
目前国外较多的是采用快速高顶值可控硅励磁系统，配以高放大倍数调节器和PSS装置，这样可同时提高静态、暂态和动态3种稳定性。
b: 电气制动及其控制装置。
电力系统静态稳定、暂态稳定实验报告
电力系统静态、暂态稳定实验报告一、实验目的１.了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；２．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施二、原理与说明实验用一次系统接线图如图1所示：图１。
一次系统接线图实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。
为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。
为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角）,在发电机轴上装设了闪光测角装置.此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备.电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后,各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。
在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中.电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后,各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。
在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。
正常运行时发电机功率特性为：P1=（Eo×Uo)×sｉnδ1/X１；短路运行时发电机功率特性为:P2＝（Eo×Uo）×ｓｉnδ2/X2；故障切除发电机功率特性为: P3=(Eo×Ｕo）×sinδ3/Ｘ3;对这三个公式进行比较,我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。
电力系统的稳定性分析
电力系统的稳定性分析电力系统作为现代化社会中不可或缺的基础设施，它的稳定性显得至关重要。
随着我国电力行业的快速发展，电力系统的稳定性分析成为了一个备受关注的话题。
本文将从电力系统的稳定性背景出发，分析电力系统稳定性分析的基本概念和方法，讨论影响电力系统稳定性的因素，并介绍当前在电力系统稳定性分析领域的研究和实践。
电力系统稳定性背景电力系统稳定性是指电力系统在外部扰动或内部失效条件下，能够自我恢复并保持稳定运行的能力。
电力系统的稳定性是电力系统安全可靠运行的前提条件。
电力系统稳定性受多种因素影响，包括电网结构、负荷水平、发电容量、自动化控制等。
目前，我国电力行业正处于快速发展阶段。
据国家统计局数据显示，2020年全国发电量达到了7.08万亿千瓦时，同比增长3.1%。
然而，随着电力系统规模的不断扩大，电力系统的稳定性问题也越来越凸显。
在前不久的“7.20”特大洪灾中，湖南、浙江两省电网发生重大电力故障，致使部分地区断电，严重影响了当地的经济和社会生活。
这就凸显了电力系统稳定性分析的重要性。
电力系统稳定性分析的基本概念和方法电力系统稳定性分析是指通过对电力系统的结构、参数和各设备的运行状态等方面进行分析，预测电力系统的稳定性，以期发现电力系统运行中存在的问题，为电力系统的稳定安全运行提供技术支撑。
电力系统稳定性分析主要分为三个方面，即电力系统暂态稳定性分析、电力系统静态稳定性分析和电力系统动态稳定性分析。
电力系统暂态稳定性分析是指在电网发生短暂电压幅值变化时，电网是否能够维持正常的运行状态。
在电压幅值变化后，电网发生瞬态过程，会有程度不同的振荡，在此过程中，电压、电流和功率等改变量会迅速变化，电力系统的稳定性会受到严峻的考验。
电力系统暂态稳定性分析的主要方法有直接刚度法、间接刚度法等。
电力系统静态稳定性分析是指在电网发生较大扰动时，电网是否能够恢复到正常的运行状态。
在电网发生连续的较大负荷波动时，或者发生极端天气情况等扰动时，电力系统应及时采取恢复措施，以保证正常的供电。
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电力系统的静态和暂态稳定性
电力系统的静态稳定性是研究电力系统在某一运行方式下，遭受微小扰动时的稳定性问题。
对于瞬时性和永久性干扰都能回到或接近原始状态，则电力系统是静态稳定的。
静态不稳定的现象可以是同步发电机的非周期性失步（或称滑行失步,缺乏足够的同步力矩引起；或是缺乏足够的阻尼产生振荡失步）或同步发电机间自发不断增大的振荡。
电力系统暂态稳定性是电力系统在一个特定的大干扰下，能恢复到原始或接近原始运行方式，并保持同步发电机同步运行能力。
大干扰一般指短路故障，一般假定这些故障出现在线路上，也可以考虑发生在变压器或母线上。
在发生这些故障后，可以借断路器故障开关元件来消除故障。
电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。
励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。
频率稳定由调速器负责。
功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。
静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性；
暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；
动态稳定是小扰动后或者是大扰动1－2周波后的，并且采取技术措施后的稳定性，也就是PSS研究的稳定性。
提高暂态稳定性有两种方法
1、减小加速面积：加快故障切除时间
2、增大减速面积：提高励磁电压响应比；提高强励电压倍数，使故障切除后的发电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出，以达到增加减速面积的目的。
动态稳定性：
当发电机与系统的外接电抗较小，并且发电机的输出功率较低时，系数K5为正，这时A VR 的作用是引入了一个负的同步转矩和一个正的阻尼转矩，有利于动态稳定；
当发电机与系统的外接电抗较大，并且发电机的输出功率较高时，系数K5为负，这时A VR 的作用是引入了一个正的同步转矩和一个负的阻尼转矩不利于动态稳定；。