小說主題類探究

1、22022-3-21一一 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念 電力系統(tǒng)中的各同步發(fā)電機只有在電力系統(tǒng)中的各同步發(fā)電機只有在同步運行同步運行(即所有發(fā)電機以相即所有發(fā)電機以相同的速度旋轉，機間相對轉子角度維持恒定同的速度旋轉，機間相對轉子角度維持恒定)狀態(tài)下，狀態(tài)下，送出的電功率送出的電功率為定值，并維持系統(tǒng)中任何點的電壓、頻率和功率潮流為定值。為定值，并維持系統(tǒng)中任何點的電壓、頻率和功率潮流為定值。 如果系統(tǒng)在運行過程中受到某種干擾，干擾的影響將通過互聯(lián)如果系統(tǒng)在運行過程中受到某種干擾，干擾的影響將通過互聯(lián)的電力網(wǎng)絡傳到各發(fā)電機節(jié)點，并使發(fā)電機的輸出電功率相應發(fā)的電力網(wǎng)絡傳到各發(fā)電機

2、節(jié)點，并使發(fā)電機的輸出電功率相應發(fā)生改變，使得在擾動瞬間各發(fā)電機的機械輸入轉矩和輸出的電磁生改變，使得在擾動瞬間各發(fā)電機的機械輸入轉矩和輸出的電磁轉矩失去平衡，發(fā)電機轉子不同程度的加速或減速，并導致各發(fā)轉矩失去平衡，發(fā)電機轉子不同程度的加速或減速，并導致各發(fā)電機之間轉子相對角的變化。電機之間轉子相對角的變化。 如這種轉子角度的變化過程是隨時間衰減的，并能最終恢復到如這種轉子角度的變化過程是隨時間衰減的，并能最終恢復到擾動出現(xiàn)前的正常值或達到一個新的穩(wěn)態(tài)值，則認為在這種運行方擾動出現(xiàn)前的正常值或達到一個新的穩(wěn)態(tài)值，則認為在這種運行方式和擾動形式下系統(tǒng)是式和擾動形式下系統(tǒng)是功角穩(wěn)定功角穩(wěn)定的。反之

3、是的。反之是功角不穩(wěn)定的。功角不穩(wěn)定的。 這種這種由于機組失去同步造成的穩(wěn)定問題由于機組失去同步造成的穩(wěn)定問題實際上是電力系統(tǒng)的實際上是電力系統(tǒng)的功功角穩(wěn)定角穩(wěn)定問題，可以進一步根據(jù)失穩(wěn)的原因和發(fā)展過程細分為問題，可以進一步根據(jù)失穩(wěn)的原因和發(fā)展過程細分為靜態(tài)穩(wěn)靜態(tài)穩(wěn)定定問題、問題、暫態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定問題。問題。通常所說的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實際上專指系通常所說的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實際上專指系統(tǒng)的功角穩(wěn)定這一類問題。統(tǒng)的功角穩(wěn)定這一類問題。32022-3-21系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與供電可靠性系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與供電可靠性 如果系統(tǒng)的有功或無功供給能力或維持能力不足，也可能如果系統(tǒng)的有功或無功供給能力或維持能力不足

4、，也可能出現(xiàn)全系統(tǒng)的發(fā)電機組仍然維持同步運行，但系統(tǒng)頻率或局部出現(xiàn)全系統(tǒng)的發(fā)電機組仍然維持同步運行，但系統(tǒng)頻率或局部系統(tǒng)的電壓無法維持在允許的范圍內(nèi)的情況，此時系統(tǒng)從功角系統(tǒng)的電壓無法維持在允許的范圍內(nèi)的情況，此時系統(tǒng)從功角意義上仍然是穩(wěn)定的，但從可靠供電的角度而言，系統(tǒng)已失去意義上仍然是穩(wěn)定的，但從可靠供電的角度而言，系統(tǒng)已失去了穩(wěn)定了穩(wěn)定即出現(xiàn)了系統(tǒng)的即出現(xiàn)了系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定頻率穩(wěn)定或或電壓穩(wěn)定電壓穩(wěn)定問題。問題。 相對于功角穩(wěn)定性而言，頻率穩(wěn)定或電壓穩(wěn)定具有顯著不相對于功角穩(wěn)定性而言，頻率穩(wěn)定或電壓穩(wěn)定具有顯著不同的機理和特點，并需要采用不同的分析方法。同的機理和特點，并需要采用不同的分析

5、方法。電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義：電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義：電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則中定義如下：中定義如下：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到事故擾動后保持穩(wěn)定運行的能力。電力系統(tǒng)受到事故擾動后保持穩(wěn)定運行的能力。根據(jù)動態(tài)過程的特征將穩(wěn)定性的研究劃分為：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)根據(jù)動態(tài)過程的特征將穩(wěn)定性的研究劃分為：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定。穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定。42022-3-21電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定 (Steady Stability) 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系

6、統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性的失步，自動恢復到起始運行狀態(tài)的能力。期性的失步，自動恢復到起始運行狀態(tài)的能力。二二 電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定1212gTLTXXXXX 單機無窮大系統(tǒng)單機無窮大系統(tǒng)(a)系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)接線圖 (b)等值電路等值電路52022-3-210EUIXI0sinEcosXI0cossinX EI0sosincXIE0sincosX3 EUPI3U=0maxsinsinPXPUE=發(fā)動機輸出電磁功率發(fā)動機輸出電磁功率(線電壓線電壓)：傳輸功率的大小與相位角傳輸功率的大小與相位角密切相關，稱密切相關，稱為為“功角功角”或或“功功率角率角”。傳輸功率與功角傳輸功率

7、與功角的關系，稱為的關系，稱為“功角特性功角特性”或或“功率功率特性特性”極限傳輸功率極限傳輸功率62022-3-212 由功角特性（功角曲線）所確定的靜態(tài)穩(wěn)定由功角特性（功角曲線）所確定的靜態(tài)穩(wěn)定描述發(fā)電機有功功率與功角之間關系的方程和曲線。對于簡單描述發(fā)電機有功功率與功角之間關系的方程和曲線。對于簡單電力系統(tǒng)，假設發(fā)電機內(nèi)電勢電力系統(tǒng)，假設發(fā)電機內(nèi)電勢E0 恒定，原動機輸入機械轉矩恒定，原動機輸入機械轉矩P0不變。不變。簡單電力系統(tǒng)的功角特性簡單電力系統(tǒng)的功角特性a點：一定干擾下，功角增點：一定干擾下，功角增加，發(fā)電機輸出電磁功率加，發(fā)電機輸出電磁功率增加，轉子減速，回到增加，轉子減速，回

8、到a點。點。 a點穩(wěn)定點穩(wěn)定。反之亦然。反之亦然。b點：一定干擾下，功角點：一定干擾下，功角增加，發(fā)電機輸出電磁功增加，發(fā)電機輸出電磁功率減小，轉子加速，功角率減小，轉子加速，功角繼續(xù)增加，繼續(xù)增加， b點不穩(wěn)定點不穩(wěn)定。72022-3-21 當當 90 時，比整步功率為正值，發(fā)電機運行穩(wěn)定。時，比整步功率為正值，發(fā)電機運行穩(wěn)定。 可以看到，要提高電力系統(tǒng)的功率極限，應從提高電勢可以看到，要提高電力系統(tǒng)的功率極限，應從提高電勢E、減小系統(tǒng)電抗、減小系統(tǒng)電抗X、提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓U等方面著手。等方面著手。0maxcoscosdPPdX比整步功率UE82022-3-213 提高

9、靜態(tài)穩(wěn)定性的措施提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施發(fā)電機可能輸送的功率極限值愈高則靜態(tài)穩(wěn)定性愈高。發(fā)電機可能輸送的功率極限值愈高則靜態(tài)穩(wěn)定性愈高。減少發(fā)電機與減少發(fā)電機與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗可以增加發(fā)電機輸出的功率極限。減少聯(lián)系電抗就系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗可以增加發(fā)電機輸出的功率極限。減少聯(lián)系電抗就是加強電氣聯(lián)系，聯(lián)系緊密的系統(tǒng)是不易失去穩(wěn)定的。幾種措施：是加強電氣聯(lián)系，聯(lián)系緊密的系統(tǒng)是不易失去穩(wěn)定的。幾種措施：采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置減小元件電抗減小元件電抗減小線路電抗減小線路電抗采用分裂導線采用分裂導線提高線路額定電壓等級（可以等值地看作是減小線路電抗）提高線路額定電壓等級（可以等值地看作是減小線

10、路電抗）采用串聯(lián)電容補償（在線路上串聯(lián)電容器以補償線路的電抗）采用串聯(lián)電容補償（在線路上串聯(lián)電容器以補償線路的電抗）改善系統(tǒng)的結構和采用中間補償設備改善系統(tǒng)的結構和采用中間補償設備 增加輸電線路的回路數(shù)增加輸電線路的回路數(shù)當輸電線路通過的地區(qū)原來就有電力系統(tǒng)時，將輸電線路與中間當輸電線路通過的地區(qū)原來就有電力系統(tǒng)時，將輸電線路與中間電力系統(tǒng)相連。電力系統(tǒng)相連。 采用中間補償設備在長線的中間裝設靜止無功補償器或同步調(diào)相機采用中間補償設備在長線的中間裝設靜止無功補償器或同步調(diào)相機一類的設備，則可維持線路中間某點電壓恒定，這樣，輸電線也就等一類的設備，則可維持線路中間某點電壓恒定，這樣，輸電線也就等

11、值地分為兩段，從而系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定得到提高。值地分為兩段，從而系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定得到提高。92022-3-21電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定 (Transient Stability) 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電機保持同步運行并機保持同步運行并過渡到新的過渡到新的或或恢復到原來穩(wěn)定方式恢復到原來穩(wěn)定方式的能力。的能力。通常指第一或第二振蕩周期不失步。通常指第一或第二振蕩周期不失步。等面積法等面積法電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定 (Voltage Stability) 電壓穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)維持負荷電壓于某一規(guī)定的運行極限電壓穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)維持負荷電壓于某一規(guī)定的運行極限(如不低于額定電壓的如不低于額定電壓的70%)之內(nèi)的能力，它與系統(tǒng)的電源配置、之內(nèi)的能力，它與系統(tǒng)的電源配置、網(wǎng)絡結構、運行方式及負荷特性等因素有關，帶自動負荷調(diào)節(jié)網(wǎng)絡結構、運行方式及負荷特性等因素有關，帶自動負荷調(diào)節(jié)分接頭的變壓器也對系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性有十分顯著的影響。分接頭的變壓器也對系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性有十分顯著的影響。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定(Frequency Stability) 電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)維持系統(tǒng)頻率于某一規(guī)電力系