电力系统运行稳定性概述.
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MB
2 J 2 d N M 2 S B N dt
N
8Baidu Nhomakorabea
SB
2018/8/7
把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
2 J 2 d N M 2 S B N dt
J 2 N 发电机组的惯 TJ S B 性时间常数
TJ d 2 M 2 N dt M M N M SB / N SB M P 在机械角速度
d dt
d N dt
p p
t N t
发电机i的q轴
d d 2 dt dt
2
d 2 d 2 dt dt
发电机j的q轴
d 2 d 2 2 2 dt dt
2018/8/7 7
把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
2018/8/7
2
1 稳定性的基本概念
同步稳定性问题：电力系统在运行中受到微小的 或大的扰动之后能否继续保持系统中同步电机间 同步运行的问题。这种稳定性是根据功角的变化 规律来判断的，因而又称功角稳定性。 电压稳定性：电力系统在某些情况下会出现不可 逆转的电压持续下降或电压长期滞留在安全运行 所不能容许的低水平上而不能恢复。
sin
14
1.隐极式发电机的功率特性
发电机送到系统的功率
PV VI cos
E q sin
EqV X d
sin
X d E q cos V I sin X d I cos
d d 2 J J J 2 M dt dt
p p
d 2 d 2 2 2 dt dt
d 2 J d 2 J N d 2 J 2 M 2 2 p dt N dt dt
J N d 2 M 2 N dt 选基准转矩
2018/8/7
3
1 稳定性的基本概念
转矩平衡与稳定性：转子上转矩必须平衡，发电 机才能稳定地与系统同步运行；但转矩平衡并不 一定能稳定运行。
静态稳定性:电力系统在运行中受到微小扰动后独 立地恢复到它原来的运行状态的能力.
暂态稳定性问题:电力系统在正常运行时受到一个 大的扰动,能否从原来的运行状态不失去同步的过 渡到新的运行状态,并在新的状态下稳定运行.
电力系统运行稳定性概论
讲述电力系统稳定性的基本概念、基本 分析方法及基本的提高电力系统稳定性 的方法
2018/8/7
1
1 稳定性的基本概念
同步运行状态：所有并联运行的同步电机都有相 同的电角速度。是电力系统正常运行的一个重要 标志。在这种运行状态下，表征运行状态的参数 具有接近于不变的数值，通常称为稳定运行状态。 电力系统稳定性问题：系统在某一正常运行状态 下受到扰动后能否恢复到原来的运行状态或过渡 到新的稳定运行状态的问题。
SB SB
变化不大时
PT Pe
d N dt d N ( PT Pe ) dt TJ
2018/8/7
TJ d 2 PT Pe P 2 N dt
9
2.惯性时间常数TJ的物理意义
TJ J SB
2 N
TJN
2 J N 为以发电机额定容量为 基准的惯性时间常数； SN
＊＝
N
M B M N SN / N
d J M dt
TJN
d M dt
TJN d M dt
2018/8/7
10
2.惯性时间常数TJ的物理意义
M T 1
M e 0
把用机械量表示的转子运动方 程用电气量来表示 发电机功角： （1）表示发电机电势之间的 相位差，即表征系统的电磁 关系。 （2）表征各发电机转子之间 相对空间位置（位置角）
发电机i的q轴
发电机j的q轴
2018/8/7
6
把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
机械量与电气量之间的关系
t
2018/8/7
11
二、电力系统的功率特性(15-2)
简单电力系统(16-1)：发电机通过变压器、输电 线路与无穷大容量母线相连，且不计元件电阻和 导纳的电力系统。
2018/8/7
12
1.隐极式发电机的功率特性
E q
jX d I
X d
1 X d X T 1 X L X T 2 X d X TL 2
V q
I q
V
I
I d
V jX I E q d
2018/8/7
13
1.隐极式发电机的功率特性
E q
发电机Eq处的功率
I ) Re[ jE ( I jI )] PEq Re( E q q d q Re( jEq I d Eq I q ) Eq I q Eq I cos( ) Eq I cos cos Eq I sin sin
I cos X d E q cos V I sin X d E q sin
jX d I
V q
I q
V
I
I d
PEq
2018/8/7
E qV X d
IX d cos Eq sin IX d sin Eq cos V
TJN d M dt
M 1
TJN d M dt dt
0 0 0
1
t
t
TJN t
TJN=t表明：发电机空载时（Me*=0),原动机 加额定转矩（MT*=1),转子从静止状态（Ω ＊＝0）启动到转速为额定值（ Ω＊＝1） 所需的时间为额定惯性时间常数。
4
2018/8/7
2 电力系统的机电特性
一、同步发电机的转子运动方程(15-7)
1.转子运动方程
J M
M M T M e
d dt
d dt
d d 2 J J J 2 M dt dt
以机械量表示的转 子运动方程
2018/8/7
5
2 电力系统的机电特性
2 J 2 d N M 2 S B N dt
N
8Baidu Nhomakorabea
SB
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把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
2 J 2 d N M 2 S B N dt
J 2 N 发电机组的惯 TJ S B 性时间常数
TJ d 2 M 2 N dt M M N M SB / N SB M P 在机械角速度
d dt
d N dt
p p
t N t
发电机i的q轴
d d 2 dt dt
2
d 2 d 2 dt dt
发电机j的q轴
d 2 d 2 2 2 dt dt
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把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
2018/8/7
2
1 稳定性的基本概念
同步稳定性问题：电力系统在运行中受到微小的 或大的扰动之后能否继续保持系统中同步电机间 同步运行的问题。这种稳定性是根据功角的变化 规律来判断的，因而又称功角稳定性。 电压稳定性：电力系统在某些情况下会出现不可 逆转的电压持续下降或电压长期滞留在安全运行 所不能容许的低水平上而不能恢复。
sin
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1.隐极式发电机的功率特性
发电机送到系统的功率
PV VI cos
E q sin
EqV X d
sin
X d E q cos V I sin X d I cos
d d 2 J J J 2 M dt dt
p p
d 2 d 2 2 2 dt dt
d 2 J d 2 J N d 2 J 2 M 2 2 p dt N dt dt
J N d 2 M 2 N dt 选基准转矩
2018/8/7
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1 稳定性的基本概念
转矩平衡与稳定性：转子上转矩必须平衡，发电 机才能稳定地与系统同步运行；但转矩平衡并不 一定能稳定运行。
静态稳定性:电力系统在运行中受到微小扰动后独 立地恢复到它原来的运行状态的能力.
暂态稳定性问题:电力系统在正常运行时受到一个 大的扰动,能否从原来的运行状态不失去同步的过 渡到新的运行状态,并在新的状态下稳定运行.
电力系统运行稳定性概论
讲述电力系统稳定性的基本概念、基本 分析方法及基本的提高电力系统稳定性 的方法
2018/8/7
1
1 稳定性的基本概念
同步运行状态：所有并联运行的同步电机都有相 同的电角速度。是电力系统正常运行的一个重要 标志。在这种运行状态下，表征运行状态的参数 具有接近于不变的数值，通常称为稳定运行状态。 电力系统稳定性问题：系统在某一正常运行状态 下受到扰动后能否恢复到原来的运行状态或过渡 到新的稳定运行状态的问题。
SB SB
变化不大时
PT Pe
d N dt d N ( PT Pe ) dt TJ
2018/8/7
TJ d 2 PT Pe P 2 N dt
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2.惯性时间常数TJ的物理意义
TJ J SB
2 N
TJN
2 J N 为以发电机额定容量为 基准的惯性时间常数； SN
＊＝
N
M B M N SN / N
d J M dt
TJN
d M dt
TJN d M dt
2018/8/7
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2.惯性时间常数TJ的物理意义
M T 1
M e 0
把用机械量表示的转子运动方 程用电气量来表示 发电机功角： （1）表示发电机电势之间的 相位差，即表征系统的电磁 关系。 （2）表征各发电机转子之间 相对空间位置（位置角）
发电机i的q轴
发电机j的q轴
2018/8/7
6
把用机械量表示的转子运动方程用电气量来表示
机械量与电气量之间的关系
t
2018/8/7
11
二、电力系统的功率特性(15-2)
简单电力系统(16-1)：发电机通过变压器、输电 线路与无穷大容量母线相连，且不计元件电阻和 导纳的电力系统。
2018/8/7
12
1.隐极式发电机的功率特性
E q
jX d I
X d
1 X d X T 1 X L X T 2 X d X TL 2
V q
I q
V
I
I d
V jX I E q d
2018/8/7
13
1.隐极式发电机的功率特性
E q
发电机Eq处的功率
I ) Re[ jE ( I jI )] PEq Re( E q q d q Re( jEq I d Eq I q ) Eq I q Eq I cos( ) Eq I cos cos Eq I sin sin
I cos X d E q cos V I sin X d E q sin
jX d I
V q
I q
V
I
I d
PEq
2018/8/7
E qV X d
IX d cos Eq sin IX d sin Eq cos V
TJN d M dt
M 1
TJN d M dt dt
0 0 0
1
t
t
TJN t
TJN=t表明：发电机空载时（Me*=0),原动机 加额定转矩（MT*=1),转子从静止状态（Ω ＊＝0）启动到转速为额定值（ Ω＊＝1） 所需的时间为额定惯性时间常数。
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2018/8/7
2 电力系统的机电特性
一、同步发电机的转子运动方程(15-7)
1.转子运动方程
J M
M M T M e
d dt
d dt
d d 2 J J J 2 M dt dt
以机械量表示的转 子运动方程
2018/8/7
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2 电力系统的机电特性