电力系统分析第12章( 电力系统稳定性概述)PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统分析
第12章 电力系统稳定性概述
本章提示 同步发电机组转子的运动方程； 简单电力系统的功角特性； 简单电力系统的功角特性； 自动调节励磁系统的作用； 网络参数和接线对发电机功角特性的影响。
电力系统分析
12.1 概 述
研究重点:电力系统的稳定性
按系统承受 干扰的大小
静态稳定 暂态稳定
运行情况：无限大系统母线吸收的功率为 P0 250MW, cos0 0.98, U=115KV 。 试计算当发电机保持E q 、E q 和U G 为常数时，发电机的功角特性方
程。
电力系统分析
解：1）求各元件参数
取基准值 SB 25M 0 VU AB(11)011K 5 VU B (22 ) 01 1252 /10 2 21K 09 V
电力系统分析
12.3 简单电力系统的功角特性 简单电力系统
1.隐极同步发电机的功角特性 Xd Xq
电力系统分析
系统的总电抗 X d X d X T 1 1 2X L X T 2X d X LT
定子绕组电压方程式
Eq UjXdI
电力系统分析
当忽略系统中各元件的电阻和电导时，发电机的输出 功率PEq 与输送到无限大容量系统的功率P相等
M P
M TJ0d dtP P TP Eq
电力系统分析
2. 用电角度表示的转子运动方程
转子轴线
0 转动参考轴
d
dt
( 1)0
d
dt
1 TJ
( PT
PEq )
固定参考轴
电力系统分析
3.TJ的物理意义
M
TJ
d dt
1
tTJ 0d TJ
当给发电机转子施加额定转矩后，其转子从静止状 态达到额定转速所需的时间。
选择线路侧为基本级，求各元件参数的标么值为
发电机
SNcP oN sN
30 035.92M 4 V 0.85
A
X d 0 .9 5 (1 2.5 0 ) 4 2 ( 2 1 2.5 0 ) 0 2 9 3 2.5 9 5 2 4 0 0 .902
X q0 .5 6 (1 2.5 0 4 )2 2 (1 2.5 0 0 )2 9 32.5 9 5 2 4 0 0 .531 X d 0 .2 2 (1 2.5 0 4 )2 2 (1 2.5 0 0 )2 9 3 2.5 5 5 2 0 0 .209
变压器：
XT10.1 4(2 20 4 )2 9 23 26 50 0 0.13 XT20.1 4(2 20 2)29 0 3 26 50 0 0.108
电力系统分析
线路
XL1 2(0.4202 0 20 5 2)9 00.229
系统的综合电抗为：
XLTXT1XLXT2 0.130.2290.1080.467 XdXd XLT0.9020.4671.369 XqXq XLT0.5310.4670.998 XdXd XLT0.2090.4670.676
U G U G G U j I X L 1 T j ( 1 0 . 2 ) 0 . 4 0 1 . 0 6 3 j 0 . 4 9 7 1 . 1 6 2 . 1 0 9
tg U sin X q I 1 0 .19 0 .9 9 9 1 .0 8 2 1 .2418
E Xq
UG
(UQLXT)2(PX LT)2
U
U
LTsi n 1[U U G(X XL qT1)sin]
例 如图所示的简单电力系统，各元件的参数如下：
发电机G：PN 300MWUN 10.5KV cosN 0.85
Xd 0.95 Xq 0.56 Xd' 0.22
变压器T1: SN360MVA ,10.5/242KV , US %14 变压器T2: SN360MVA ,220/121KV , US%14 输电线L: UN 220KV , L=200Km , XL 0.4Ω/Km
XdIdEqUcos
Id
Eq
Ucos
Xd
电力系统分析
当忽略各元件电阻时
PEqPUcIosUcIos() UqIco sUdIsin
凸极同步发电机的功角特性
P Eq E X qd U sinU 22(X 1qX 1 q)si2n
PE' q
P'' Eq
附加电磁功率(磁阻功率)
基本电磁功率
电力系统分析
U cos
1 0 .98
51.160
39.680
Id Isi n 1 .0 2 s5 i.n 1 1 06 0 .794
电力系统分析
2）计算正常运行时的 E q 、E q 和 U G
运行参数的标么值为
P0
250 250
1
Q0 P0t g0 0.20 30co 10 s.9 81.4 108U11 /1511 5
由
~ S0
U
I
0得
I S 0 P 0 j0 Q 1 j0 .2 0 1 .0 3 2 1 .4 1 08
PEqPUcIos
隐极发电机的功角特性方程
PEq
EqU Xd
sin
电力系统分析
PEq
EqU Xd
sin
PM
E qU X d
电力系统分析
隐极发电机的功角特性
2.凸极同步发电机的功角特性 Xd Xq
X d X d X LT X q X q X LT
XqIq Usin
U sin
I q X q
电力系统分析
(2) 用 E 、U G 表示的功角特性
Xd Ico sEsin
X LITco sU Gsin LT
IcosEsinUGsinLT
Xd
XLT
P E P U GPUcIo s
E (UQXd )2(PXd )2
U
U
PE
EUsin
Xd
PUG UXGLUT sinLT
电力系统分析
sin 1[U(Xd 1)sin]
450~900
电力系统分析
凸极发电机的功角特性
3. 用 E q 、E和U G表示的功角特性（凸极发电机）
(1)用 E q 表示的功角特性
Id
Eq
Ucos
Xd
Xd'Xd' XLT
Eq EqX Xq d Uco(s1X Xq d )
P E qE X q d U sin U 22(X 1 qX 1 d )si2 n
小干扰 大干扰
状态方程 可线性化
系统结构 参
电源稳定性 负荷稳定性
同步发电机是否失步 数发生改 变
异步电动机是否失速,停顿
电力系统分析
12.2 同步发电机组的转子运动方程
1. 用机械角度和功率表示的转子运动方程
MJJd
dt
MT ME
J
2W K
2 0
p
M
2WK
02
d
dt
p
M
TJ
0
d
dtΒιβλιοθήκη Baidu
TJ
2W K sB
第12章 电力系统稳定性概述
本章提示 同步发电机组转子的运动方程； 简单电力系统的功角特性； 简单电力系统的功角特性； 自动调节励磁系统的作用； 网络参数和接线对发电机功角特性的影响。
电力系统分析
12.1 概 述
研究重点:电力系统的稳定性
按系统承受 干扰的大小
静态稳定 暂态稳定
运行情况：无限大系统母线吸收的功率为 P0 250MW, cos0 0.98, U=115KV 。 试计算当发电机保持E q 、E q 和U G 为常数时，发电机的功角特性方
程。
电力系统分析
解：1）求各元件参数
取基准值 SB 25M 0 VU AB(11)011K 5 VU B (22 ) 01 1252 /10 2 21K 09 V
电力系统分析
12.3 简单电力系统的功角特性 简单电力系统
1.隐极同步发电机的功角特性 Xd Xq
电力系统分析
系统的总电抗 X d X d X T 1 1 2X L X T 2X d X LT
定子绕组电压方程式
Eq UjXdI
电力系统分析
当忽略系统中各元件的电阻和电导时，发电机的输出 功率PEq 与输送到无限大容量系统的功率P相等
M P
M TJ0d dtP P TP Eq
电力系统分析
2. 用电角度表示的转子运动方程
转子轴线
0 转动参考轴
d
dt
( 1)0
d
dt
1 TJ
( PT
PEq )
固定参考轴
电力系统分析
3.TJ的物理意义
M
TJ
d dt
1
tTJ 0d TJ
当给发电机转子施加额定转矩后，其转子从静止状 态达到额定转速所需的时间。
选择线路侧为基本级，求各元件参数的标么值为
发电机
SNcP oN sN
30 035.92M 4 V 0.85
A
X d 0 .9 5 (1 2.5 0 ) 4 2 ( 2 1 2.5 0 ) 0 2 9 3 2.5 9 5 2 4 0 0 .902
X q0 .5 6 (1 2.5 0 4 )2 2 (1 2.5 0 0 )2 9 32.5 9 5 2 4 0 0 .531 X d 0 .2 2 (1 2.5 0 4 )2 2 (1 2.5 0 0 )2 9 3 2.5 5 5 2 0 0 .209
变压器：
XT10.1 4(2 20 4 )2 9 23 26 50 0 0.13 XT20.1 4(2 20 2)29 0 3 26 50 0 0.108
电力系统分析
线路
XL1 2(0.4202 0 20 5 2)9 00.229
系统的综合电抗为：
XLTXT1XLXT2 0.130.2290.1080.467 XdXd XLT0.9020.4671.369 XqXq XLT0.5310.4670.998 XdXd XLT0.2090.4670.676
U G U G G U j I X L 1 T j ( 1 0 . 2 ) 0 . 4 0 1 . 0 6 3 j 0 . 4 9 7 1 . 1 6 2 . 1 0 9
tg U sin X q I 1 0 .19 0 .9 9 9 1 .0 8 2 1 .2418
E Xq
UG
(UQLXT)2(PX LT)2
U
U
LTsi n 1[U U G(X XL qT1)sin]
例 如图所示的简单电力系统，各元件的参数如下：
发电机G：PN 300MWUN 10.5KV cosN 0.85
Xd 0.95 Xq 0.56 Xd' 0.22
变压器T1: SN360MVA ,10.5/242KV , US %14 变压器T2: SN360MVA ,220/121KV , US%14 输电线L: UN 220KV , L=200Km , XL 0.4Ω/Km
XdIdEqUcos
Id
Eq
Ucos
Xd
电力系统分析
当忽略各元件电阻时
PEqPUcIosUcIos() UqIco sUdIsin
凸极同步发电机的功角特性
P Eq E X qd U sinU 22(X 1qX 1 q)si2n
PE' q
P'' Eq
附加电磁功率(磁阻功率)
基本电磁功率
电力系统分析
U cos
1 0 .98
51.160
39.680
Id Isi n 1 .0 2 s5 i.n 1 1 06 0 .794
电力系统分析
2）计算正常运行时的 E q 、E q 和 U G
运行参数的标么值为
P0
250 250
1
Q0 P0t g0 0.20 30co 10 s.9 81.4 108U11 /1511 5
由
~ S0
U
I
0得
I S 0 P 0 j0 Q 1 j0 .2 0 1 .0 3 2 1 .4 1 08
PEqPUcIos
隐极发电机的功角特性方程
PEq
EqU Xd
sin
电力系统分析
PEq
EqU Xd
sin
PM
E qU X d
电力系统分析
隐极发电机的功角特性
2.凸极同步发电机的功角特性 Xd Xq
X d X d X LT X q X q X LT
XqIq Usin
U sin
I q X q
电力系统分析
(2) 用 E 、U G 表示的功角特性
Xd Ico sEsin
X LITco sU Gsin LT
IcosEsinUGsinLT
Xd
XLT
P E P U GPUcIo s
E (UQXd )2(PXd )2
U
U
PE
EUsin
Xd
PUG UXGLUT sinLT
电力系统分析
sin 1[U(Xd 1)sin]
450~900
电力系统分析
凸极发电机的功角特性
3. 用 E q 、E和U G表示的功角特性（凸极发电机）
(1)用 E q 表示的功角特性
Id
Eq
Ucos
Xd
Xd'Xd' XLT
Eq EqX Xq d Uco(s1X Xq d )
P E qE X q d U sin U 22(X 1 qX 1 d )si2 n
小干扰 大干扰
状态方程 可线性化
系统结构 参
电源稳定性 负荷稳定性
同步发电机是否失步 数发生改 变
异步电动机是否失速,停顿
电力系统分析
12.2 同步发电机组的转子运动方程
1. 用机械角度和功率表示的转子运动方程
MJJd
dt
MT ME
J
2W K
2 0
p
M
2WK
02
d
dt
p
M
TJ
0
d
dtΒιβλιοθήκη Baidu
TJ
2W K sB