电力系统暂态分析 第5章 简单电力系统.ppt

《电力系统暂态分析——简单电力系统》主要探讨了电力系统在遭遇小干扰时的静态稳定性和动态稳定性。静态稳定是电力系统在平衡状态下受到小扰动后能否恢复到原来的运行状态的关键指标。 我们关注的是“a点”和“b点”的特性。a点是发电机在正常运行状态下的点，当进汽量增加时，发电机的功角增大，电磁功率也随之增加，制动转矩增加使得系统回到原点a，反之亦然。而b点的功角大于90度，其动态特性与a点相反，功角增大时电磁功率减小，功角减小时电磁功率增大。这两个点都是系统的平衡点，但a点代表稳定运行，b点则可能引发不稳定。 简单电力系统的静态稳定判断主要依据“整步功率系数”(δddPE)，这个系数反映了功角变化与电磁功率的关系。当δddPE大于0时，系统在a点是静态稳定的。此外，通过计算静稳极限和静稳储备系数，可以评估系统的稳定裕度。 小干扰法是分析简单电力系统静态稳定性的有效工具，基于李雅普诺夫稳定性理论。该方法通过线性化系统模型，利用泰勒展开将非线性问题简化为线性问题。关键在于分析线性化后的状态方程的特征值，如果所有特征值的实部都为负或复数的实部为负，系统是稳定的；反之，如果出现正实部的特征值，系统则不稳定；若特征值为零或实部为零的复数，系统处于稳定边界，可能出现等幅振荡。 具体到小干扰法的应用，首先建立系统状态变量的偏差化模型，然后进行线性化处理，得到线性状态方程。接着，计算这些方程的特征值，根据特征值的性质判断系统的稳定性。例如，当特征值为一对虚根时，系统处于稳定的边界，可能会出现低频振荡；而如果特征值为正实根，系统则是不稳定的，扰动会导致非周期性失稳或周期性振荡失稳。 在实际电力系统中，由于存在阻尼效应，系统在受到小干扰后通常会经历衰减振荡，最终回到新的稳定状态。静态稳定分析对于电力系统的安全运行至关重要，它帮助我们理解和预测系统在小扰动下的行为，从而采取措施防止潜在的稳定性问题。