电力系统分析第16章.ppt

第十六章电力系统的电磁功率特性,发电机转子的运动方程,右函数中的电磁功率的描述和计算，是电力系统分析计算中最为复杂的困难和任务。,,讨论,Pe与哪些因素相关等基本概念,简单系统中Pe的计算,同步运行,,求解方程,右函数,PT、Pe,本节目的,,,,,16.1简单电力系统的功率特性,指发电机通过变压器、输电线路与无穷大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。,提示以后简单系统即只用一个电抗表示即可。,定义,,,简单系统特征,1、简单电力系统的基本概念,2、同步电机稳态运行相量图,简单系统,1引入到简单系统相量图,,引出参数,凸极机向量图,隐极机向量图,,空载电势，正比于励磁电流,暂态电势，同励磁绕组的总磁链成正比,发电机端电压在q轴的分量,为了能用一个等值电路代表凸极同步电机，或者仅用定子全电流列写电势方程,虚拟的计算用电势分量,电抗后电势,,暂态电抗后电势，虚构的计算用电势,定子端电压,见q轴电势中注解,发电机端电压,q轴电势,2电势间的相互关系,,3讨论,4隐极机,2、同步电机稳态运行相量图,先画发电机部分然后加上发电机端到无穷大母线部分,,由此强调解系统中参数的得来,,,即为上册学习的同步电机相量图,为变压器、线路等输电网的总电抗,,,,,,3、隐极发电机的功率特性,两电势源之间的功率传输公式如何推导→作业,,,,,①任何两电势源之间的功率特性均可以用此公式推导。注意对应侧电压电流相乘。,讨论,②忽略了电阻，且,,讨论,③、、曲线。,1功率极限,2越大,,,,,,,隐极机功率特性,4、凸极式发电机的功率特性,,,4、凸极式发电机的功率特性,,,讨论,凸极机的功率特性与隐极机的不同，多了一项与励磁无关的两倍功角的正弦项。该项是由于发电机纵、横轴磁阻不同而引起的。,磁阻功率,①,④与,某些情况下近似用建立运动方程，某些情况下转化为功率问题，采用也可以讨论稳定。反映性质，但量上关系，运动方程不成立。,⑤公式均无应用意义。,背诵推导，可以有各种方法，以下方法比较简单。,两电势源功率传输,,,q轴电势关系,功率方程,,,16.2网络接线及参数对功率特性的影响,发电机的功率特性为,发电机送到系统中的功率为,,1、串联电阻的影响,等值电路可知,,发电机的功率特性,送电系统中的功率,串联电阻,1、串联电阻的影响,1曲线讨论,由于串联电阻的存在，发电机的功率特性,与无电阻时相比，向上移动了，向右移动了角。系统的功率特性正好相反。,2串联电阻上的有功功率损耗,串联电阻对功率特性的影响,d,,,,,,,,I,1、串联电阻的影响,3,功率极限值为,比不计电阻时的功率极限大由于，也略为扩大了稳定区域,串联电阻对功率特性的影响,,2、并联电阻的影响,,接入并联电阻后,,并联电阻,2、并联电阻的影响,系统的功率特性为,,1曲线讨论,2、并联电阻的影响,由于，发电机的功率特性向上移动了,但向左移动了一个的角度；而则向下移动了，向右移动了的角度。,2,d,并联电阻对功率特性的影响,,,,,,,,4固有项与功角项比较,2、并联电阻的影响,对应的角度,因，故,缩小了稳定区域。,固有功率的值，与Rk的大小及接入点与发电机的电气距离等密切相关。有时，固有功率项可以远大于项。,并联电阻对功率特性的影响,,3、并联电抗的影响,,接入并联电抗后,发电机的功率特性为,并联电抗,讨论,3、并联电抗的影响,功率极限为,未接入电抗的功率极限为,由于,接入并联电抗将使功率极限减小,,并联电抗对功率特性的影响,3、并联电抗的影响,减少的程度与转移电抗增大的部分成比例。越小，增加越多。极限功率也就越小。极限情况，这相当于三相短路时，，发电机输出功率为零，转子上产生很大的不平衡转矩。,短路引起系统稳定破坏的主要原因,16.3自动励磁调节器对功率特性的影响,1、无励磁调节时发电机端电压及功率特性,功率特性最为方便,,,,端电压当不调节励磁而保持电势不变时，随着发电机输出功率的缓慢增加,一般结论,,,,沿线电压下降,减少的程度取决于该点与两个电势间的电气距离,电气中点的电压最低,两个不变电势间的相角为180。时电压最低的点,振荡中心,,1、自动励磁调节器对功率特性的影响,AVR的作用,装设AVR时发电机模型的选择,16.4复杂电力系统的功率特性,1、引出,2、导出,N个节点网络，n台发电机；负荷用恒定阻抗表示发电机用某电抗器的电势表示,发电机节点,无注入电流节点,2、导出,根据线性网络的导纳型节点方程,将修改后的导纳矩阵分块,,,2、导出,其中,,2、导出,,,,讨论,,任一台发电机的功角特性，是它与其余所以发电机的转子间相对角的函数，是多变量函数。,建立起与功角的关系概念,任一台发电机输出的电磁功率，都与所有发电机的电势及电势间的相对角有关，因此任一台发电机运行状态的变化，都要影响到其余发电机的运行状态。,