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1、03.05.2021,1,电力系统分析基础Fundamental of Power System,杨培宏 Email： Tel ： 158-4866-8947,内蒙古科技大学信息工程学院 电气自动化教研室,03.05.2021,2,第一章 电力系统的静态稳定性,1、电力系统静态稳定性的概述 2、 同步发电机的机电特性 3、 简单电力系统静态稳定性分析,03.05.2021,3,1、电力系统静态稳定的概述,静态稳定：是指电力系统受到小扰动后，不发生非周期失步，自动恢复到初始运行状态的能力，系统静态稳定；若不能恢复到初始的运行状态，则系统静态失稳。 小扰动就是指：小负荷的投入、切除；系统接线方式的
2、变化；气温、气压等因素引起的系统参数变化；发电机原动机出力的轻微变化。,03.05.2021,4,根据旋转物体的力学定律知： 其中 转子机械角加速度 转子的转动惯量 转子机械角速度 作用在转子上的不平衡转矩,2、同步发电机的机电特性,（1）,03.05.2021,5,当发电机以额定转速旋转时，其动能为 对方程（2）两边同时除以 转矩基准值 可得： 又,公式（1）可表示为,（2）,（3）,03.05.2021,6,所以有 （4） 从而有 （6） 发电机的惯性时间常数，s。其物理意义为： 在发电机转子上加额定转矩后，转子从停止状态转到额定转速时所经过的时间。,（5）,又,则,03.05.2021,
3、7,由于发电机的惯性较大，一般机械角速度 的变化不大，故近似认为 故有： 所以公式（6）可写成 (7) PE与发电机的功率角 有着密切的关系： 故用功率角 来代替发电机的角频率 ，具体分析如下：,进入,03.05.2021,8,发电机的q轴（ ）以电角速度 旋转，某一参考相量 以同步电角速度 旋转，他们之间的夹角为 当 不等于 时，显然存在如下关系：,所以将发电机的转子运动方程写成状态方程的形式如下：,03.05.2021,9,若 也用标幺值表示时，则 则可得发电机的二阶动态模型,03.05.2021,10,3、简单电力系统静态稳定性分析,简单电力系统接线图如右图所示，其功角特性方程如下：,分
4、析简单电力系统的静态稳定性，需作如下几点假设： （1）发电机采用隐极机，即xd=xq （2）不计及自动调节系统，P=const，Eq=const,03.05.2021,11,发电机的二阶动态模型为：,03.05.2021,12,对于运行点a，当系统受到小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态，因此a点是静态稳定的；对于运行点b，受到扰动后，不是转移到运行点a，就是非周期的失去稳定，故b点是不稳定的，即系统本身没有能力维持在b点运行。,所以说，系统的静态稳定是以 为分界点，当 时，系统稳定；当 时，系统不稳定。,03.05.2021,13,a,b,从功角特性图上看出，静态稳定的判据也可表示为：,系统临界稳定,系统静态稳定,系统静态失稳,03.05.2021,14,END THANKS！,03.05.2021,15,同步发电机的功角特性,同步发电机的电压平衡方程为：,又视在功率：,所以：,03.05.2021,16,又,将电压平衡方程改为复数的形式，可得：,从而有：,03.05.2021,17,将 带入P、Q中得：,功角特性曲线,返回,