电力系统分析理论总结课件.ppt

1、2022-10-30SCU-SEEI-ltq1总 结一、基本概念二、元件参数和等值电路三、电压和功率分布的计算四、频率调整和电压调整五、三相短路的分析计算六、不对称故障的分析计算七、电力系统稳定性分析2022-10-30SCU-SEEI-ltq2v额定电压和额定频率电气设备的额定电压电气设备的额定电压v发电机发电机v线路线路v变压器变压器一.基本概念2022-10-30SCU-SEEI-ltq3二.元件参数和等值电路v架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路v变压器的等值电路变压器的等值电路及及参数计算参数计算v电力系统的稳态电力系统的稳态等值电路等值电路 (标幺值的等值电路，平均额定电压

2、)2022-10-30SCU-SEEI-ltq422*2(*)(BBnnNBBBVSSVXVSXX）（有名值）2022-10-30SCU-SEEI-ltq5例2-787.05.10100305.1026.0222)1()(2)(*)(*)(1BBNGNGNGBGVSSVXXX33.05.101005.315.101005.101002222)1()(12)1(%*)(12BBNTNTSBTVSSVVXX22.0121100804.022)(*)(3BBLBLVSXXX2022-10-30SCU-SEEI-ltq6例2-8v发电机和变压器的电抗：nBNavBnavNBBnnNBSSXVSSVXV

3、SSVXX*22*22*)(）（）（）（2022-10-30SCU-SEEI-ltq7三.电压和功率分布的计算v网络元件的电压降落和功率损耗v开式网络的电压和功率分布v闭式网络的电压和功率分布v多级电压环网的功率分布 v电力网的电能损耗例题3-4，习题3-82022-10-30SCU-SEEI-ltq8网络元件的电压降落和功率损耗22222222P RQ XVVP XQ RVV(3-8)2022-10-30SCU-SEEI-ltq9功率损耗)(22jXRIS)()(222jXRVS21211BVQBNSIjPQjPS100%000002022-10-30SCU-SEEI-ltq10开式网络的电

4、压和功率分布（1）用VN求得各点的运算负荷（2）从末段线路开始，用VN依次计算各段线路的功率损耗（3）用VA和已求得的功率分布，从A点开始逐段计算电压降落，求得Vb和 Vc Vd2022-10-30SCU-SEEI-ltq11闭式网络的电压和功率分布SSZVVVZSZSSSZVVVZSZSCLDNAAkiiCLDNAAkiiii*1*2*1*2*1*1*)()(2022-10-30SCU-SEEI-ltq12均一网RRQRRPRRSSRRQRRPRRSRXRRXRSSkiiikiiikiiikiiikiiikiiikiiiiijjjj1111111)1()1(2022-10-30SCU-SEE

5、I-ltq13各段线路的单位阻抗相等llQllPllSSllQllPllSlZlZSSkiiikiiikiiikiiikiiikiiikiiijj1111110*10*2022-10-30SCU-SEEI-ltq14多级电压环网的功率分布v循环功率循环功率的产生21kk SSTT21+SCSLDT1SLDT2v环路电势和循环功率的计算环路电势和循环功率的计算2121)1()1(122122TTNLTTNHcZZkkVZZkkVS2022-10-30SCU-SEEI-ltq15电力网的电能损耗v最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间法maxPATPPA0max2022-10-30SCU-SEEI-l

6、tq16四、频率调整和电压调整v电力系统的频率特性 v电力系统的频率调整v电力系统有功功率的最优分配v无功平衡与电压水平的关系v电压调整的基本概念v电压调整的方法和手段2022-10-30SCU-SEEI-ltq17电力系统的频率特性v负荷的频率调节效应系数（响应系数）fPtgKDDv机组的单位调节功率 (功频静特性系数)fPKGG1fPKGG1NGNGGfPKKPfPPffGNN2022-10-30SCU-SEEI-ltq18电力系统的频率特性v频率的一次调整频率的一次调整v频率的二次调整频率的二次调整fPKKkKDDGr0系统单位系统单位调节功率调节功率2022-10-30SCU-SEEI

7、-ltq19互联系统的频率调整KPPKKPPPPfGDBAGBGADBDA)()(BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP)()(2022-10-30SCU-SEEI-ltq20电力系统有功功率的最优分配v发电机组的耗量特性发电机组的耗量特性 v等耗量微增率准则等耗量微增率准则2022-10-30SCU-SEEI-ltq21电压调整的基本概念v中枢点的三种调压方式逆调压逆调压顺调压顺调压常调压常调压2022-10-30SCU-SEEI-ltq222121/)(/)(kVQXPRkVkVkVVNGGi2022-10-30SCU-SEEI-ltq23(3)无功补偿,改变无功分布Q v调压措施

8、(4)改变线路参数 X(2)变压器调压,选择变比21,kk(1)发电机调压,调节励磁VG 2121/)(/)(kVQXPRkVkVkVVNGGb2022-10-30SCU-SEEI-ltq24电压调整的方法和手段v变压器分接头的选择 例例 5-2,例例 5-3v利用无功补偿调压(例例 5-6)补偿设备为静电电容器静电电容器补偿设备为同步调相机v串并联补偿的比较2022-10-30SCU-SEEI-ltq25五、三相短路的分析计算v同步发电机基本方程及其三相短路v三相短路的基本概念v电力系统三相短路的实用计算2022-10-30SCU-SEEI-ltq26同步发电机基本方程及其三相短路v派克变换

9、派克变换的物理意义v发电机基本方程基本方程v发电机暂态和次暂态电势暂态和次暂态电势,电抗电抗的定义及计算方法 2022-10-30SCU-SEEI-ltq27三相短路的基本概念v短路冲击电流短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值pmaapmpmimITTIIi)/01.0exp(1)/01.0exp(pmimIk2022-10-30SCU-SEEI-ltq28v短路电流的最大有效值：222)1(pimpimIkII2)1(21impkI2022-10-30SCU-SEEI-ltq29v短路功率短路功率（短路容量）：（短路容量）：BtBBtavttavtIIIVIVSIVS333*标幺值：*I2

10、022-10-30SCU-SEEI-ltq30电力系统三相短路的实用计算v起始次暂态电流和冲击电流起始次暂态电流和冲击电流的实用计算v短路电流计算曲线的应用2022-10-30SCU-SEEI-ltq31起始次暂态电流和冲击电流冲击电流的计算(1)选取基准,计算各元件标幺值,得出等值网络(2)进行网络化简(3)计算短路点的起始次暂态电流(4)计算负荷点的残余电压(5)计算短路点的冲击电流 例 7-32022-10-30SCU-SEEI-ltq32短路电流计算曲线的应用（1）绘制等值网络（2）网络的等值（3）求各等值机对短路点的转移电抗转移电抗（4）求各等值机对短路点的计算电抗计算电抗（5）由X

11、jsi查表得指定时刻短路周期电流（6）无限大电源提供的短路电流（7）计算短路周期电流的有名值 2022-10-30SCU-SEEI-ltq33六、不对称故障的分析计算v对称分量法v电力系统的各序网络v简单不对称短路的分析计算v不对称短路时网络中电流和电压的计算2022-10-30SCU-SEEI-ltq34电力系统的各序网络v零序网络变压器变压器的零序等值电路2022-10-30SCU-SEEI-ltq35简单不对称短路的分析计算v单相接地短路v两相短路 复合序网复合序网,相量图相量图v两相接地短路v正序等效定则正序等效定则)()(1)(1nnaXXjEI表表8-2例例 8-2，8-32022

12、-10-30SCU-SEEI-ltq36不对称短路时网络中电流和电压的计算Y/-11连接的变压器 正负序分量经过变压器时，将发生相位移动 例 8-42022-10-30SCU-SEEI-ltq37七、电力系统稳定性分析v功率特性功率特性v电力系统静态稳定性分析电力系统静态稳定性分析v电力系统暂态稳定性分析电力系统暂态稳定性分析2022-10-30SCU-SEEI-ltq38稳定概念和功率特性v发电机的转子运动方程发电机的转子运动方程v简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性v励磁对功率特性的影响励磁对功率特性的影响,各种电势表示各种电势表示的功率特性的功率特性2022-10-30SCU-S

13、EEI-ltq39v发电机的转子运动方程发电机的转子运动方程PPPdtdTeTNJ22*()iiNiNTieiJiddtdPPdtT2022-10-30SCU-SEEI-ltq402sin2sin2qdqddqEXXXXVXVEPq2sin 2sin 2qqEXXVVPqdXqE dXdX2sin2sin2qTLqTLTLGVXXXXVXVVPqqG用用q轴电势轴电势 表示的功率特性表示的功率特性qGqqVEE和 2022-10-30SCU-SEEI-ltq41TLTLGVXVVPGsinsindEXVEPsinqQEXVEPQ2022-10-30SCU-SEEI-ltq4220020000V

14、XPVXQVEqqQ20020000VXPVXQVEdd0000cos1VXXXXEEqdqdQq0000cos1VXXXXEEqdqdQq2022-10-30SCU-SEEI-ltq43电力系统静态稳定性分析v简单电力系统静态稳定的实用判据简单电力系统静态稳定的实用判据v简单电力系统的小扰动分析法简单电力系统的小扰动分析法v不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析v计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析2022-10-30SCU-SEEI-ltq44电力系统静态稳定性分析 简单电力系统静态稳定的实用判据 稳定极限 静态稳定储备系数例

15、9-1,9-2，习题9-10,9-112022-10-30SCU-SEEI-ltq45电力系统静态稳定性分析v简单电力系统的小扰动分析法小扰动法的原理李雅普诺夫运动稳定性定义线性系统的稳定性非线性系统的线性近似稳定性判断法用小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤用小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤简单电力系统的小扰动分析法简单电力系统的小扰动分析法2022-10-30SCU-SEEI-ltq46用小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤(1)列各元件微分方程和网络方程列各元件微分方程和网络方程(2)微分方程和网络方程的线性化微分方程和网络方程的线性化(3)求线性化小扰动状态方程及矩阵求线性化小扰动状态方

16、程及矩阵A(4)对给定运行情况进行潮流计算，求得对给定运行情况进行潮流计算，求得A矩阵矩阵各元素的值各元素的值(5)确定或判断确定或判断A矩阵特征值实部的符号矩阵特征值实部的符号，判定，判定系统在给定运行条件下是否稳定系统在给定运行条件下是否稳定2022-10-30SCU-SEEI-ltq47电力系统静态稳定性分析v不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析系统状态方程、状态方程的线性化不计阻尼作用的小扰动方程不计阻尼作用的小扰动方程稳定性分析与判定条件稳定性分析与判定条件自由振荡频率v计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析阻尼转矩、计及阻尼作用的线性化小扰动方程特征方程和特征值特征方程和特征值阻尼对稳定

17、性的影响自发振荡(增幅振荡)及其过程的定性分析2022-10-30SCU-SEEI-ltq48线性化小扰动方程010JEqNTSdtddtdJNJEqNTDTSdtddtd10不计阻尼计及阻尼2022-10-30SCU-SEEI-ltq49特 征 值JEqNTSp2,1JEqNJNJNTSTDTDp22,1)2(2不计阻尼计及阻尼2022-10-30SCU-SEEI-ltq50由特征值判定稳定与否由特征值判定稳定与否SEq0 时 系统稳定Seq0 时 系统不稳定D 00EqSJNEqTDS4 2且系统周期性周期性失去稳定JNEqTDS420 EqS或系统非周期非周期性失去稳定不计阻尼计及阻尼2

18、022-10-30SCU-SEEI-ltq51电力系统暂态稳定性分析v等面积定则等面积定则v极限切除角的概念和计算方法极限切除角的概念和计算方法v简单电力系统暂态稳定判断的极值简单电力系统暂态稳定判断的极值比较法比较法v发电机转子运动方程的数值解法发电机转子运动方程的数值解法分段计算法 2022-10-30SCU-SEEI-ltq52极限切除角极限切除角加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角，即0)sin()sin(lim.lim.0III0II0dPPdPPcrccmmIIIII0IIIII001lim.coscos)(cosmmmcrmcrcPPPPPIII01sinmcrPP2022-10-30SCU-SEEI-ltq53v考试时间地点：2011年12月28日 18周 周三 上午7:509:50 JC-C201 答疑时间地点：18周 周一 下午 JC-B118