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如何计算电力系统的静态稳定性?

【摘要】:为此,我们要求电力系统有相当的稳定度。电力系统静态稳定实际计算的目的,就是按给定的运行条件,求出以运行参数表示的稳定极限,从而计算出该运行方式下的稳定储备系数,检验它是否满足规定的要求。试计算此时系统的静态稳定储备系数。据得求系统通过的电流计算所以则求例13-2两机电力系统中发电机G-1的静态稳定储备系数。

电力系统运行可靠性要求出发,我们不能允许电力系统运行在稳定极限的附近,否则,运行情况稍有变动或者扰动,系统便会失去稳定。为此,我们要求电力系统有相当的稳定度。稳定度的大小,通常用稳定储备系数来表示,即

要求电力系统运行时具有多大的储备系数,必须从技术和经济等方面综合考虑。若储备系数定得较大,则要减小正常运行时电机输送的功率P0(当稳定极限变化不大时)。因而限制了输送能力,恶化输电的经济指标。储备系数定的过小,虽然可以增大正常运行的输送功率,但运行的安全可靠性较低,若出现稳定破坏事故,将造成经济上的巨大损失。电力系统不仅要求正常运行下有足够的稳定储备,而且要求在非常运行方式下(例如双回路的一回路被切除,有待重新投入。这时系统的联系被削弱了,即Xd∑增大了,Psl减小),也应有一定的稳定储备,但稳定储备系数可以小一些。

我国现行《电力系统安全稳定导则》规定:正常运行方式和正常检修运行方式下,KP≥(15%~20%);事故后运行方式和特殊运行方式下,KP≥10%。

电力系统静态稳定实际计算的目的,就是按给定的运行条件,求出以运行参数表示的稳定极限,从而计算出该运行方式下的稳定储备系数,检验它是否满足规定的要求。

从本章第二节可以看出,稳定极限不等于功率极限,并且由于自动励磁调节器的调节作用,稳定极限的求解过程要比功率极限复杂,但从本章第二节中看出,根据励磁调节器的调节能力,可以将求解问题简单化。

(1)将功率极限代替稳定极限。确定发电机的模型(即以何种电势作为常量),然后根据给定的运行方式,进行潮流计算,求出发电机的电势,计算功率特性和功率极限Pm,然后用下列公式计算静态稳定储备系数。

(2)按某一种电势为常量的功率特性求出稳定极限角度(如图14-8中的点6对应于δEqm,点4对应于δE′qm),将此稳定极限角度代入按另一种电势为常量表示的功率特性中(如图14-8中按PGU0变化的曲线),求出相应的稳定功率Psl,用公式(14-43)计算静态稳定储备系数。

【例14-2】一简单电力系统,已知各元件参数如下:xq=0.8,x′d=0.3,xTL=0.61,无限大系统母线电压为U0=1.0,,试计算当发电机有励磁调节,E′q=E′q0=常数时的静态稳定储备系数。(均为统一基准下的标么值)

【例14-3】有一简单电力系统,其中发电机为隐极机,xd=1.0,xTL=0.3(均以发电机额定功率为基准值)。无限大系统母线电压为其等值电路如图14-9所示。如果在发电机端电压为1.05时,发电机向系统输送的功率为0.8,没有进行励磁调节。试计算此时系统的静态稳定储备系数。

图14-9 例14-3的等值电路

解 设发电机端电压与无限大系统电压之间的夹角为δG0

(1)求δG0

(2)求系统通过的电流

(3)计算

所以

【例14-4】求例13-2两机电力系统中发电机G-1的静态稳定储备系数。

解 利用例13-2中的计算结果,则