静态稳定分析计算

9 电力系统静态稳定性

9. 1 习题

1）什么是电力系统稳定性？如何分类？

2）发电机转子d轴之间的相对空间角度与发电机电势之间的相对角度是什么关系？这角度的名称是什么？

3）发电机转子运动方程表示的是什么量与什么量的关系？该方程有几种表示形式？写出时间用秒、角度用弧、速度用弧/秒、功率偏差用标幺值表示，及时间、角度用弧，速度、功率偏差用标幺值表示的转子转动方程。

4）发电机惯性时间常数的的物理意义是什么？如何计算？

5）什么是发电机的功角特性？以表示的凸极机和隐极机功角特性是否相同？以表示的凸极机和隐极机功角特性是否相同？如何用简化方法表示功角特性？

6）多机系统功角特性是否可表示两机系统的功角特性？是否能表示成单机对无限大系统的功角特性？

7）什么是异步电动机的转差？异步电动机的转矩和转差有何关系？什么是异步电动机的临界转差？

8）什么是电力系统的负荷电压静特性？

9）具有副励磁机的直流励磁机励磁系统各部分的功用是什么？励磁系统的方程由几部分方程组成？

10）正常运行时发电机转子受什么转矩作用？转速是多少？功率偏差

是多少？出现正功率偏差转子如何转？出现负功率偏差转子如何转？

11）为什么稳定运行点一定是功角特性曲线和机械功率直线相交点？

12）发电机额定功率，输入机械功率，功率极限是什么关系？

13）什么是电力系统静态稳定性？电力系统静态稳定的实用判据是什么？

14）为什么要有统静态稳定储备？静态稳定储备的多少如何衡量？正常运行时应当留多少储备？

15）已知单机无限大供电系统的系统母线电压、发电机送到系统的功率P+jQ、发电机到系统的总电抗。试说明如何计算空载发电机电势、功率极限、静态稳定储备系？

16）试说明小干扰法的实质是什么？小干扰法分析静态稳定的步骤是什么？

17）特征方程的根含有只是正实部、正实部的复数各发生什么性质的失步？

18）劳斯准则判定系统静态稳定的充分、必要条件是什么？

19）励磁调节系统为什么能提高系统静态稳定性？

20）提高电力系统静态稳定性的措施有那些？为什么这些措施能提高电力系统静态稳定性？21）按恒定和按发电机电压恒定调节励磁哪一种对提高静态稳定更有利。为什么？22）简单电力系统如下图9-1所示，

T1L T2

U 0

图9-1 习题9-22系统

各元件参数是：发电机G为P N=300MW，，U N=10.5kV，X d=1.0，X q=0.6，X’d=0.25,X2=0.2，T JN=8s；变压器参数：T1，S N=360MVA，U k（%）=14，额定电压10.5/242kV；T2，S N=360MVA，U k（%）=14，额定电压10.5/242kV；线路长L=250km，X1=，系统输送功率P0=250MW，=0.95，末端电压U0=115kV。

分别计算U不变时的有功功角特性和功率极限。

23）如上题图的系统，发电机为隐极机X d=X q=1.7,试比较下列四种情况下的

功角特性和功率极限。①仅考虑电力系统的电抗，②计及电力线路的电阻，

；③不计电力线路的电阻，但在T1变压器高压母线并联接入1000Ω电阻；

④不计电力线路的电阻，但在T1变压器高压母线并联接入500Ω电阻。

24）隐极机单机无限大供电系统，系统母线电压，运行在额定情况，

，，元件参数，，求功率极限，处始运行功角和静态稳定储备。

25）一台隐极机经变压器和线路向系统送电，隐极机X d=X q=1.1，

，试求；

①，发电机运行在额定功率，额定电压，额定时初始功角；

②若保持不变，求在①的条件下功率极限；

③若保持不变，求在①的条件下功率极限；

④如②的条件，，求静态稳定储备系数；

⑤如③的条件，，求静态稳定储备系数。

26）简单系统如下图9-2以知参数为=1.5，，U S=1.0，T J=15s

①不计阻尼功率影响，用小干扰法分析系统在为0º，60º，90º，100º时的静态稳定性，求上述下系统的振荡频率和周期。②当阻尼系数D=60时，分析系统在为0º，60º，90º，100º时的静态稳定性，求上述下系统的振荡频率和周期。

X d‘U S

图9-2 习题9-26图

9. 2 习题解答

22）基准值：MVA，KV

电压及电势：

U G=1.2889, E Q=1.6461, E q=2.1055, E g’=1.457, E’ =1.4693 功角特性：

功率极限：

提示：令并利用，求得功率极限对应角度：

，

同理可求：

23）基准值：MVA，KV

①，

②

，

③

，

④

。

24）功率极限，

初始运行角：=33.1892º,

静态稳定储备系数K%=82.9838%。

25）⑴初始运行角：（，，，）=52.24º

⑵功率极限：

⑶功率极限：（，）

⑷静态储备系数K%=6.6%

⑸静态储备系数K%=43.4%

26）⑴不计阻尼

时，不稳定，f=0.0815 Hz/s，T=12.27 s

时，不稳定，f=0.0575 Hz/s，T=17.4 s

时，不稳定，f=0 Hz/s，T=∝ s

时，不稳定，f=0, T=∝

⑵计阻尼时

时，稳定， f=0.527 Hz/s，T=1.898s

时，稳定， f=0.2965 Hz/s，T=3.373s

时，不稳定，f=0 Hz/s，T=∝ s

时，不稳定，f=0Hz/s， T=∝ s