电力系统分析第16章.ppt

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1、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V鍈LjXgVT-2T-1VL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

2、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①意义②初始化计算EQ2、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

3、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3)送线路线路隐极机功率特性4、凸极式发电机的功率特性代入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不管用什么电势表示的功率特性,对于给定的运行状态来说均是等价的,即均要相等,在忽略电阻的情况下。②对于某一动态过程来说,则采用不同的方程,繁易程度不同。下文将讲述。③关于公式的记忆。⑥④与某些情况下近似用建立运动

4、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:RI2串联电阻对功率特性的影响-

5、VEqPPdI1、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:并联电阻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)-VEqPPRkVkRkRV/2d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3)接入并联电阻后的发电机功率特性为: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

6、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、并联电抗的影响由于接入并联电抗将使功率极限减小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

7、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,直到端电压恢复(或接近)整定值为止。发电机装设AVR后,当时,AVR将装设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

8、纳型节点方程:将修改后的导纳矩阵分块:讨论: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

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