第10章作业答案电力系统的静态稳定性(已修订)

第十章 电力系统的静态稳定性

10-1 电力系统静态稳定，是指电力系统在某一运行状态下受到某种小干扰后，系统能够自动回复到原来运行状态的能力。

10-2 对于简单电力系统，若功角δ在0090~0范围内，电力系统可以保持静态稳定运行；而090>δ时，电力系统不能保持静态运行。从而可以得出电力系统静态稳定的实用判据为

0>=δd dP S Eq

Eq

10-3 电力系统静态稳定储备系数为

00P P P K m P -=

电力系统静态稳定整步功率系数为

δd dP S Eq

Eq =

10-4 用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定步骤为：

（1）根据发电机转子运动方程写出状态方程

（2）写出小干扰下的运动方程

（3）将运动方程线性化

（4）写出线性化后的运动方程的特征方程

（5）求出特征方程的特征根

（6）根据特征根分析静态稳定性

10-5 提高电力系统静态稳定性的措施有：

（1）采用自动调节励磁装置

（2）减小元件的电抗

（3）采用串联电容器

（4）改善系统结构和采用中间补偿设备

10-8 电力系统参数标幺值如下：373.02X ,14.0X ,169.0X ,12.1X 1T2T1d ==== 运行参数0.1V C =，发电机向受端输送功率为98.0cos ,8.0P 00=Φ=。试计算q E 常数时，此系统静态稳定功率极限及静态稳定储备系数。

核心提示：

1）根据给定的末端电压和功率，计算发电机（首段）的内电势；

2）计算发电机的电磁功率特性和静态稳定储备系数；

解：作出系统等值电路如下所示：

1）由于线路参数：

1.8022

X X X X X 1T2T1d d =+

++=∑ 2）末端电压 98.0cos ,8.0P ,00.1V 000C =Φ=∠=

得： 00Q P tan(arccos0.98)0.162==

线路损耗：

00d C 0d 0C P R Q X 00.1621.802V 0.292V 1.0

P X Q R 0.81.8020V 1.442V 1.0

δ∑∑++??===+?-=== 3） q E 1.936

=== 因此静态稳定功率极限为：

q C

m d E V 1.9361P 1.074X 1.802

∑?=== 静态稳定储备系数为：

m 0p 0P -P K 100%P 1.074-0.8100%34.25%0.8=

?=?=

注意事项：

1）注意隐极机和凸极机电磁功率特性的区别；

2）注意隐极机和凸极机电磁功率取最大值时的功角；

论电力系统稳定性

论电力系统稳定性 发表时间：2018-10-19T09:07:14.800Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：姚彦枝 [导读] 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。在当今电力作为推动社会飞速发展的主动力时代，电力网是否稳定对社会的生产、生活、发展起着决定性的影响。因此，研究电力系统在各种条件下的稳定性问题对社会的发展具有特别重要的意义。 关键词：电力系统；稳定性；措施 1电力系统稳定性的作用及要求 1.1电力系统稳定性的作用 （1）对于企业的调配与服务有优化作用。之所以说电力系统稳定性的提供对企业的调配与服务功能有一定程度的优化作用，是因为相关人员在电力系统应用中，可以根据具体运行情况来开展工作，根据不同类型的电力设备特点，来实现设备利用的最优化，为电力企业工作效率的提升做好准备。相关人员可以全面掌握设备的利用情况，以此来对设备进行合理而科学的配置，实现设备的高效率运行，从而还能降低企业成本的使用率。对于传统电力技术而言，稳定性技术式是一个大胆创新，相关人员在实际作业中可以利用该技术实现对电力设备的协调配置。 （2）有利于促进电力企业的高效发展。电力系统稳定性对电力企业的经济效益具有促进作业。众所周知，电对于人们的生活是何等重要，可以说生活处处都需要电。一旦电力系统稳定性受到冲击，便会发生大面积停电的安全事故，这种现状会导致电力系统的运行受到干扰，对企业的生产，人们的生活都起到了很大的影响。电力系统稳定性技术则可以在这种情况下，对相关干扰进行及时排除，保障用户的正常用电。 1.2电力系统稳定性的要求 电力系统稳定性要求电网结构与设备的选用必须科学合理，供电可靠性必须相对较高，工作人员的技术也必须相对过硬，以此来保证电力系统的正常运行，其中，工作人员的技术具有关键作用，他们必须在实际操作前，做好相关准备，采取有效措施来应对突发故障。 2确保电力系统稳定性的措施 目前，我国电力系统已步入大电网、大机组、超高压、远距离输电时代，随着电力系统的发展及其互联，电力系统稳定问题也将越来越突出。有关电力系统稳定问题的研究已成为国内外电力界的热门课题之一。因此，在当前，研究电力系统稳定问题的机理、以及提高电力系统稳定性的控制措施，具有重要的意义。 2.1对送电系统的控制 改善发电机励磁调节系统的特性：由电力系统功率极限的简单表达式可知，减小发电机的电抗，可以提高电力系统功率极限和输送能力。 改善原动机的调节特性：我们根据发电机功角变化对于再热式轮机可以采用快速调节轮机汽门与带有微机控制和带有功角检测仪的高速系统来消除故障后发电机输入以及输出功率之间的不平衡，交替关、开快速汽门，以缩短振荡时间，提高暂态稳定。 快速操作汽阀（快关）：当系统受到较大干扰时，输出的电磁功率突变，这时，如果原动机的调节装置非常的准确、灵敏和快速，使得原动机自身的功率能跟上相应的变化的电磁功率，则能极大让系统稳定性得以提高[2]。 切机：提高系统暂态稳定的基本措施包括减小原发电机大轴不平衡功率。方法有两个一个是减少原发动机的输入功率，第二个是增大发电机发出的电磁功率，当系统有充足的备用电机时，我们同时切除故障线，同时切除部门联锁发电机，这样就能有效的增大系统稳定性。 2.2采用附加装置提高电力系统的稳定性 在输电线路串联电容：利用电容器容抗和输电线路感抗性质相反的特点，在输电线路中串联电容补偿线路中的电感来提高超高压远距离输电的功率极限，从而起到提高系统稳定的作用。 在输电线路中并联电抗：改善远距离输电系统稳定性的重要措施之一就是将电抗并联到输电线路中。因为随着输电线路长度的增加，产生的电抗就会越大，随之容抗也会变大，而增加的电容则会给线路带来大量的无功，当线路负荷较轻情况下，线路中大量的无功会造成线路末端电压过高。为改善这种情况，我们将电抗器并联到输电线路上来吸收由长距离线路所产生的大电容造成的无功功率，这样，可以减小发电机的运行功角，提高发电机的电势从而提高长距离输电系统的稳定性。 将变压器中性点改为小阻抗接地：电力系统发生接地短路情况时产生的暂态稳定和变压器中性点接地情况有着重要的联系。为了提高中性点直接接地系统的稳定性，我们利用电流流过阻抗会消耗有功功率原理将系统中变压器的中性点改为经小阻抗接地，这样系统短路时产生的零序电流经过变压器中性点小阻抗后消耗有功这就增加了发电机的输出电磁功率，减小了发电机转轴上存在的不平衡功率，进而提高了系统的暂态稳定。 2.3非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用 为提高电力系统运行的稳定性，除应对电网进行合理的规划、建设、采取紧急措施之外，最主要的就是对相关部件采取有效的控制手段。根据电力系统采用模型的不同可选取不同的方法。通常对非线性系统进行控制的方法有： Lyapunov直接法：在假设非线性控制系统的原点为平衡点，寻找一个正定Lyapunov函数，，且，在此基础上求出反馈控制规律，使得，这就是正定函数的思想，当时闭环系统才会逐渐的趋向稳定。由此可见，要想使受干扰后的系统动态过程以较快的速度趋向平衡点则需要V越负越大。自适应、滑膜等控制设计都可以用Lyapunov直接法。 变结构控制方法：20世纪70年代中期科学研究者们开始研究变结构控制方法，该方法不但能有很好的全局渐进稳定性，而且它有很强的鲁棒性，能抗外部干扰和参数的摄动。该方法的基本思想是：预先选定一个超平面，利用切换函数和高速开关将电力系统的相轨迹按照一定的规律驱动到超平面上，我们将该运动定义为滑动模态，其基本思想是，利用高速开关和切换函数将系统的相轨迹按一定的趋近律驱动到一个预先选定的超平面S（X）=0（称滑行面或切换面）上，超平面上的系统运动称为滑动模态（Slidingmode），且系统的滑动模态

高等电力系统分析-课后习题

/ 《高等电力系统分析》 课后习题 第一部分：电力网络方程 对于一个简单的电力网络，计算机实现节点导纳矩阵 节点导纳矩阵的修改方法。 编制LDU分解以及因子表求解线性方程组 消元，回代。 > 试对网络进行等值计算。 多级电网参数的标么值归算，主要元件的等值电路。 第二部分：潮流计算 简单闭式网络潮流的手算方法步骤 第三部分：短路计算 对称分量法简单不对称故障边界条件计算，复合序网的形成。 第四部分：同步机方程 派克变换 ； 同步电机三相短路的物理过程分析 第五部分：电力系统稳定概述 什么是电力系统的稳定问题什么是功角稳定和电压稳定 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性，如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。 电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力，它与系统的电源配置，网络结构，运行方式及负荷特性等因素有关，带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。 电力系统送端和受端稳定的特点是什么 送端指电源，其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力，即功角稳定。 { 受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件，其无功功率与电压的平方成正比，电压下降时，其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。 常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些各有什么特点 常用仿真程序： 1.PSASP中国电科院（PSCAD属于系统级仿真软件） 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 5.？ https://www.wendangku.net/doc/967471067.html,OMAC德国西门子公司 7.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件)

电力系统稳定与控制

电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措

电力系统静态稳定

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．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。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。

风电水电互补电力系统稳定性分析与计算

风电——水电互补电力系统稳定性分析与计算 摘要 本文介绍了含风力发电的风电一水电互补电力系统如何处理风力发电参数，进行稳定性分析与计算的方法，并结合新疆阿勒泰地区布尔津风电一水电互补电力系统计算实例验证其方法的正确性及可行性。 引言 近年来，由于当代科学技术的发展，加之能源短缺和环境保护等方面的影响，人类正在致力于寻找可再生的，取之不尽，用之不竭又是洁净的绿色能源，而水能与风能是绿色能源中最有发展潜力和前景的品种。同时水能与风能又都容易转化为能源的更高级形式一电能，其经济效益显著。 由于风力资源的随机性和季节性使风力发电的出力不平稳，风力发电不具备有功调节和无功调节的能力。风电的缺点也就是无风就无电，影响到风电的连续及稳定性。为了解决风电的连续性和稳定性问题就需要有一个互补系统。 在我国西北、华北、东北等内陆风区，风资源的季节分布特色大多为冬春季风大、夏秋季风小，与水能资源夏秋季丰水、冬春季枯水的季节分布正好形成互补特性，这是构建风能一水能互补系统的基础条件。如果在上述地区内，以带有蓄水调节水库的水电站为依托，在风资源丰富的地点建设适当容量的风电场，两者以电网连接实现季节性能量互补，以水库做为能源调剂手段，就能够实现风能与水能这两种最佳绿色能源的联姻，充分发挥绿色能源的优势，以风一水联手供电取代传统的水一火联合供电，这将是人类能源利用形式的历史性突破。由于阿勒泰地区的风资源和水资源具有极强的互补性，更由于阿勒泰地区具有较大的水电装机容量，而且其中有三个电站带有库容可观的调节水库，因此在该地区突破传统限制，在风电装机大大超出电网容量10％的条件下建设水电一风电互补系统，在技术上和经济上都是可行的。在我国类似阿勒泰那样资源条件的地区还有很多，都可以构建水电一风电互补系统解决供电问题，这将是对现有禁区的重要突破，有可能为阿勒泰及有类似条件地区的电源建设找到一条最为多快好省的途径。 1问题的提出 在电力系统中，传统的发电方式为水力发电和火力发电，一般均为同步电机。目前，风力发电这一新成员加入电网，一般都采用电容励磁感应异步发电机。使其分析计算复杂化。风电的加入使电网的稳定性受到影响。对风力发电机如何给定运行条件，如何建立数学模型、如何确定参数，是进行含风力发电的风电一水电互补电力系统静态和暂态及动态稳定性分析和计算的关键。本文介绍了含风力发电的风电一水电互补电力系统如何处理风力发电参数，进行稳定计算的方法。 2风力发电机的处理 电力系统是由发电厂、输电网络及电力负荷三大部分组成的能量生产、传输和使用系统。在过去的几十年间，同步发电机(水轮发电机或汽轮发电机)、输电网络及负荷的稳定计算已经成熟。只有风力发电技术在国内外都属于研究阶段，建立适合潮流计算、暂稳、动稳和静稳

电力系统静态稳定

活跃的研究领域 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．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。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

活跃的研究领域 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。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1

Power System Contingency Analysis电力系统静态安全分析

Power System Contingency Analysis: A Study of Nigeria’s 330KV Transmission Grid Nnonyelu, Chibuzo Joseph Department of Electrical Engineering University of Nigeria, Nsukka chibuzo.nnonyelu@https://www.wendangku.net/doc/967471067.html,.ng Prof. Theophilus C. Madueme Department of Electrical Engineering University of Nigeria, Nsukka Abstracts As new sources of power are added to the Nigeria’s power system, an over-riding factor in the operation of the power system is the desire to maintain security and expectable reliability level in all sectors –generation, transmission, and distribution. System security can be assessed using contingency analysis. In this paper, contingency analysis and reliability evaluation of Nigeria power system will be performed using the load flow method. The result of this analysis will be used to determine the security level of the Nigeria power system and suggestions will also be made on the level of protection to be applied on the Nigeria power system with aim of improving system security. Keywords: Contingency Analysis, Contingency, Power System Security, Overload Index 1.INTRODUCTION Power system protection is an important factor of consideration in all sectors of a power system during both planning and operation stages. This is because any loss of component leads to transient instability of the system and can be checked immediately by the help of protective devices put in place. As we propose and source new sources of power in order to meet up the Nigeria energy demand, it is important to access the security level of the existing grid in order to devise a more defensive approach of operation. Currently, the Transmission Company of Nigeria (TCM), projected to have the capacity to deliver about 12,500 MW in 2013, has the capacity of delivering 4800 MW of electricity. Nigeria has a generating capacity of 5,228 MW but with peak production of 4500 MW against a peak demand forecast of 10,200MW. This shows that if the generation sector is to run at full production, the transmission grid will not have the capacity to handle the produced power reliably [7]. This goes a long way to tell that the 330 KV transmission system is not running effectively as expected. Therefore to maintain and ensure a secure operation of this delicate system, the need for contingency analysis cannot be over emphasized. Contingencies are defined as potentially harmful disturbances that occur during the steady state operation of a power system [1] Contingencies can lead to some abnormalities such as over voltage at some buses, over loading on the lines, which if are unchecked, can lead to total system collapse. Power system engineers use contingency analysis to predict the effect of any component failure. Periodically, maintenance operation are carried out on generating units or transmission lines. During this, a unit is taken offline for servicing. The effect of this forced outage on other parts of the system can be observed using contingency analysis.

电力系统静态稳定

第十章 电力系统静态稳定 一 例题 例10-1 如图10-7示出一简单电力系统，并给出了发电机（隐极机）的同步电抗、变压器电抗和线路电抗标幺值（均以发电机额定功率为基准值）。无限大系统母线电压为1∠0°。如果在发电机端电压为1.05时发电机向系统输送功率为0.8，试计算此时系统的静态稳定储备系数。 解 此系统的静稳定极限即对应的功率极限为 q d E X ∑ u= 11.3 q E ? 下面计算空载电势q E 。 （1）计算UG 的相角0G σ 电磁功率表达式为 E p =001 1.05 sin sin 0.80.3 G G G T L UU X X σσ?==+ 求得 0G σ=13.21o (2)计算电流

? (3)计算q E 例10-2 简单系统如图10-10所示,试考察此系统的稳定性.A点所接负荷当电压为1.0时的容量为0.5MVA,功率因数为0.8(参数折算到同一基准值). 图10-10 系统接线图 解系统等效网络如图10-11所示. 根据已知条件计算参数

A 点电压为 A U == 1.128= 二 习题 1． 何为电力系统静态稳定性？

2．简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？ 3．何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数？ 4．如何用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性？ 5．提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？ 6. 简单电力系统如图10-4所示，各元件参数如下：（1）发电机G，PN=250MW， cosφN=0.85,UN=10.5KV,Xd=1.0Ω,Xq=0.65Ω,Xd’=0.23Ω;(2)变压器T1，SN=300MVA，uk%=15,KT1=10.5/242;(3)变压器T2，SN=300MVA，uk%=15,KT2=220/121。（4）线路，l=250km,UN=220KV,X1=0.42Ω/km;(5)运行初始状态为U0=115KV，P[0]=220 MW， cosφ[0]=0.98。 (1)如发电机无励磁调节，Eq=Eq[0]=常数，试求功角特性PEq(δ),功率极 限PEqm,δEqm,并求此时的静态稳定储备系数Kp%;(2)如计及发电机励磁调节，Eq’=Eq’(0)=常数，试作同样内容计算。 图10-4 简单系统图 [答案：（1）Eq为常数时, PEq=1.16sinδ+0.085sin2δ, δm=82.35°,PEqm=1.172,Kp=33.18%;(2) Eq’为常数时, PEq’=1.58sinδ-0.21sin2δ, δm=103.77°, PE‘qm=1.63,Kp=84.9%;] 7. 简单电力系统的元件参数及运行条件与题6相同，但须计及输电线路的电阻，r1=0.07Ω/km.试计算功率特性PEq(δ)，功率极限PEqm和δEqm。 [答案：取Sn=220MVA, PEq(δ)=0.0636+1.2sin(δ-1.13°); PEqm=1.264; δEqm=90.13°] 8 最简单电力系统有如下的参变量： Xd=Xq=0.982,Xd’=0.344,X1=0.504 Xd∑=Xq∑=1.486, X‘d∑=0.848 TJ=7.5s,Td’=2.85s,Te=2s Pe(0)=1.0,Eq(0)=1.972, δ0=49°,U=1.0

电力系统静态稳定性

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?P用标幺值表示，及时间、角度用弧，速度、功率偏差?P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E q 表示的凸极机和隐极机功角特性是否相同？以E q '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?P 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P T 直线相交点？ 12）发电机额定功率P N ，输入机械功率P T ，功率极限P Eq max ? 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X∑。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？

简单电力系统暂态稳定性计算与仿真

中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目简单电力系统暂态稳定性计算与仿真 学生姓名李妞妞 指导老师 学院中南大学继续教育学院 专业班级电气工程及其自动化2014专升本 完成时间2016年5月1日

毕业论文（设计）任务书 函授站(点): 江西应用工程职业学院继续教育分院专业: 电气工程及其自动化 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。

毕业设计（论文）成绩单

摘要 随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB 的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。 本文做的主要工作有： （1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析 通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。 关键词:电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；

提高电力系统静态稳定性的几种措施分析

提高电力系统静态稳定性的几种措施分析 提高电力系统静态稳定性的几种措施分析 摘要：随着电网的不断发展和扩大，电力系统的稳定性问题也逐步得到重视。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了分析。 关键词：电力系统；静态稳定性；措施 稳定性破坏是电网中最为严重的事故之一，大电力系统的稳定破坏事故，往往引起大面积停电，给国民经济造成重大损失。因此，为了保证电力系统运行的安全性，在系统规划、设计和运行过程中都需要稳定性分析。当稳定性不满足规定要求，或者需要进一步提高系统的传输能力时，还需要研究和采取相应的提高稳定措施。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了以下分析。 1 发电机装设自动调节励磁装置 电力系统静态稳定性的研究表明，发电机可能输送的功率极限越高则静态稳定性越高。要增加功率极限，应减少发电机与系统之间的联系，即缩短“电气距离”。而发电机如果装设先进的调节器按运行参数的变化调节励磁就有可能维持发电机端电压为常数，其结果等值于将发电机的电抗减少为零，从而缩短了发电机与系统间的“电气距离”，提高系统的静态稳定性。此外，由于装设自动调节励磁装置价格低廉，效果显著，几乎所有发电机都装设了自动调节励磁装置。 2 降低元件电抗 系统中的电抗有发电机的电抗，变压器的电抗和线路的电抗。发电机装设自动调节励磁装置，可起到减少发电机电抗的作用。变压器的电抗在系统总电抗中所占的比重不大，在选用时可尽量选用电抗较小的变压器即可。而线路电抗在电力系统中所占的比例较大，特别是远距离输电线路所占比重更大，因此这里有实际意义的就是减少线路电抗。具体做法有以下几种。 （1）采用分裂导线系统中输电线采用分裂导线主要目的是为了避免电晕引起的功率损耗和对无线通讯产生干扰，同时，分裂导线也

电力系统的静态和暂态稳定性

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；

电力系统静态稳定实验

姓名：郑疆 学号：2013141441114 班级：107 学院：电气信息学院

系统静态稳定实验 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．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。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。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1

电力系统稳定性分析研究

电力系统稳定性分析研究 摘要：电力系统地域分布非常辽阔，是一个结构极为复杂的大系统，它由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成，电力系统具有的非线性、时变性以及参数的不确定等特性，并含有大量未建模动态部分，是一个巨维数的典型动态动力学系统。稳定的电力系统是保证电力系统安全和经济运行的有效手段，对保证经济发展和国民安全以及人民生活有重大的意义，随着科学技术不断提高，各类自动化技术也在电力系统中广泛的应用，电力系统的稳定性也越来越受到电力工作者们的重视。本文从电力系统稳定的重要性出发，首先分析了电力系统运行的基本状态，然后解释了稳定性的基本概念，最后提出了有关于电力系统稳定性的解决办法。 关键词：电力系统静态稳定暂态稳定 1、电力系统稳定性的重要性 我国经济发展速度越来越快，对电力的需求也越来越大，电力建设是各行各业发展的基础，是国民经济增长的基础，是我国向现代化前进的命脉。近年来我国电力消耗越来越高，预计到“十二五”时期，我国电力需求会逐年上升10%，在加上我国电力系统的大规模化和系统结构的复杂化，电力系统的不确定性也增加了发生电力事故的概率，给人民生活、工业生产以及国民安全带来较大的损失。所以要维持我国经济的高速发展，必须要建立现代化的电力系统，其首要问题就是保证电力系统稳定正常安全的运行。 电力系统所具有复杂的非线性特征，其不确定的动态行为使得电力系统会出现混沌振荡、频率崩溃和电压崩溃，这三种现象就是电网系统不稳定的典型特征，这也是电网事故三大主要原因。1966年美国两大电网西北西南电网合并互联时，就曾发生过振荡现象，在一分钟内发生了六次混沌振荡，从而导致两大电网解列。1996年5月28日11时57分我国华北电网发生了一起较为罕见的系统振荡事故，振荡持续了1分46秒，造成地处张家口地区的两座火力发电厂的停电，即沙岭子电厂(4*300MW)，下花园电厂(2*100+200MW)全停，最后导致该区域大部分地区停电，这就是严重的“5.28”华北电网事故。由此可见，电力工作者们必须在工程和技术上非常重视和关注电力系统的稳定性。 2、电力系统运行的基本状态 电力系统应有充足的静态稳定容量，分有功和无功两种，而且在正常负荷的波动下，能够有效的调节有功和无功间的潮流，并且不发生振荡，这样就可以保持电力系统正常运行的稳定性。若系统任意一元件发生故障，如发电机或变压器等，不应导致主系统发生频率崩溃或电压崩溃等非同步运行的情况。 若电力系统的总功率与总负荷随时相等，那么我们可以称该电力系统正常运行。用数学公式表示为：； ，式中P为有功功率，Q为无功功率，g为功率，l为负荷，△P、Q分别代表有功、无功的损耗。 电力运行的状态主要包括以下四种。(1)正常状态：电力系统可以在电压和频率上满足各用户的用电需求。(2)警戒状态：电力系统在正常运行状态下受到振荡等一些因素的干扰，并且将干扰带来的影响积累起来，当干扰的影响积累足够多时，电力系统进入警戒状态。(3)紧急状态：当干扰的影响积累足够多时，各运行水平偏离正常值，电力系统已经不能在电压和频率上满足各用户的用电需

第0章作业答案电力系统的静态稳定性(已修订)

1 第十章 电力系统的静态稳定性 10-1电力系统静态稳定，是指电力系统在某一运行状态下受到某种小干扰后，系统能够自动回复到原来运行状态的能力。 10-2对于简单电力系统，若功角δ在0090~0范围内，电力系统可以保持静态稳定运行；而090>δ时，电力系统不能保持静态运行。从而可以得出电力系统静态稳定的实用判据为 0>=δd dP S Eq Eq 10-3电力系统静态稳定储备系数为 0P P P K m P -= 电力系统静态稳定整步功率系数为 δd dP S Eq Eq = 10-4用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定步骤为： （1）根据发电机转子运动方程写出状态方程 （2）写出小干扰下的运动方程 （3）将运动方程线性化 （4）写出线性化后的运动方程的特征方程 （5）求出特征方程的特征根 （6）根据特征根分析静态稳定性 10-5提高电力系统静态稳定性的措施有： （1）采用自动调节励磁装置 （2）减小元件的电抗 （3）采用串联电容器 （4）改善系统结构和采用中间补偿设备 10-8电力系统参数标幺值如下：373.02X ,14.0X ,169.0X ,12.1X 1T2T1d ==== 运行参数0.1V C =，发电机向受端输送功率为98.0cos ,8.0P 00=Φ=。试计算q E 常数时，此系统静态稳定功率极限及静态稳定储备系数。

核心提示： 1）根据给定的末端电压和功率，计算发电机（首段）的内电势； 2）计算发电机的电磁功率特性和静态稳定储备系数； 解：作出系统等值电路如下所示： 1）由于线路参数： 1.802 2 X X X X X1 T2 T1 d d = + + + = ∑ 2）末端电压 98 .0 cos ,8.0 P, 0.1 V C = Φ = ∠ = 得： 00 Q P tan(arccos0.98)0.162 == 线路损耗： 00d C 0d0 C P R Q X00.1621.802 V0.292 V1.0 P X Q R0.81.8020 V1.442 V1.0 δ ∑ ∑ ++? ?=== +?- === 3） 22 0d0d q C C C 22 Q X P X E(V)() V V 0.162 1.8020.8 1.802 (1)() 11 1.936 ∑∑ =++ ?? =++ = 因此静态稳定功率极限为： q C m d E V1.9361 P1.074 X 1.802 ∑ ? === 静态稳定储备系数为： 隐极机 T1 T2 Vc=1 Po