电力系统静态稳定

第十章电力系统静态稳定一例题例10-1如图10-7示出一简单电力系统，并给出了发电机（隐极机）的同步电抗、变压器电抗和线路电抗标幺值（均以发电机额定功率为基准值）。无限大系统母线电压为10°。如果在发电机端电压为1.05时发电机向系统输送功率为0.8，试计算此时系统的静态稳定储备系数。解此系统的静稳定极限即对应的功率极限为qdEXu=11.3qE下面计算空载电势qE。（1）计算UG的相角0G电磁功率表达式为Ep=0011.05sinsin0.80.3GGGTLUUXX求得0G=13.21º(2)计算电流(3)计算qE例10-2简单系统如图10-10所示,试考察此系统的稳定性.A点所接负荷当电压为1.0时的容量为0.5MVA,功率因数为0.8(参数折算到同一基准值).图10-10系统接线图解系统等效网络如图10-11所示.根据已知条件计算参数A点电压为221212[()()AQXPXUUUU220.250.50.50.5[(1)()1.12811二习题1．何为电力系统静态稳定性？2．简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？3．何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数？4．如何用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性？5．提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？6.简单电力系统如图10-4所示，各元件参数如下：（1）发电机G，PN=250MW，cosφN=0.85,UN=10.5KV,Xd=1.0Ω,Xq=0.65Ω,Xd’=0.23Ω;(2)变压器T1，SN=300MVA，uk%=15,KT1=10.5/242;(3)变压器T2，SN=300MVA，uk%=15,KT2=220/121。（4）线路，l=250km,UN=220KV,X1=0.42Ω/km;(5)运行初始状态为U0=115KV，P[0]=220MW，cosφ[0]=0.98。(1)如发电机无励磁调节，Eq=Eq[0]=常数，试求功角特性PEq(δ),功率极限PEqm,δEqm,并求此时的静态稳定储备系数Kp%;(2)如计及发电机励磁调节，Eq’=Eq’(0)=常数，试作同样内容计算。图10-4简单系统图[答案：（1）Eq为常数时,PEq=1.16sinδ+0.085sin2δ,δm=82.35°,PEqm=1.172,Kp=33.18%;(2)Eq’为常数时,PEq’=1.58sinδ-0.21sin2δ,δm=103.77°,PE‘qm=1.63,Kp=84.9%;]7.简单电力系统的元件参数及运行条件与题6相同，但须计及输电线路的电阻，r1=0.07Ω/km.试计算功率特性PEq(δ)，功率极限PEqm和δEqm。[答案：取Sn=220MVA,PEq(δ)=0.0636+1.2sin(δ-1.13°);PEqm=1.264;δEqm=90.13°]8最简单电力系统有如下的参变量：Xd=Xq=0.982,Xd’=0.344,X1=0.504Xd∑=Xq∑=1.486,X‘d∑=0.848TJ=7.5s,Td’=2.85s,Te=2sPe(0)=1.0,Eq(0)=1.972,δ0=49°,U=1.0试计算（1）励磁不可调时的静态稳定极限和静态稳定储备系数；（2）不连续调节励磁时的静态稳定极限和静态稳定储备系数。[答案：（1）Pm=1.325，Kp=32.5%；（2）Pm=2.21，Kp=101%]9判定下列几种特征方程下系统是否稳定？（1）P²+3P+4=0（2）-P²+3P+4=0（3）P³+3P²+2P+6=0（4）44p+3P³+2P+3=010电力系统如图10-5，已知各元件参数标幺值：发电机G，Xd=1.2,Xq=0.8,Xd’=0.3；变压器电抗，XT1=0.14,XT2=0.12。线路L，双回X1=0.35。系统初始运行状态为U0=1.0，S0=0.9+j0.18。试计算下列情况下发电机的功率极限Pm和稳定储备系数Kp:(1)发电机无励磁调节，Eq=Eq0=常数；（2）发电机有励磁调节，Eq’=Eq0’=常数。10-5系统接线图[答案：(1)PEqm=1.1654,Kp=29.49%;(2)PEqm’=1.5637,Kp=73.74%]11图10-6所示的简单电力系统中,隐极机的参数(标幺值)如下:dX=2.0,Eq=1.1,U=1.0,H=5.0.小扰动时Eq保持不变,δ0=60º.试求在不考虑阻尼的情况下,系统受到小扰动时的震荡频率和周期.图10-6简单系统图「答案:ef=0.468HZ,T=2.14s」12在题10-7所示系统中,当发电机装有按电压偏移比例调节励磁装置时,求极限功角,极限功率及静态稳定储备系数.图10-7简单系统图[答案:'Eqp=1.789cos0.121sin2,'1.814EqmP,97.47m，PK=81.4%]13有一简单电力系统如图10-8所示.假设:(1)发电机有按功角偏差调节励磁的比例式调节器;(2)不计励磁机和励磁调节器的时间常数;(3)不计各元件电阻.试用小干扰法列出此系统的小干扰方程.图10-8简单系统图14图10-9所示系统中,同步机2的输出恒定，且已知同步机电抗均为1.0,空载电压为1.0(均折算到同一基准值).试分析在下列给定的运行相角条件下系统的稳定性:(1)12=90º;(2)13=30º;(3)23=10º图10-9系统接线图[答案:系统是稳定的]15系统如图10-10所示,由两个发电机组成的电力系统及其等值电路,发电机不带励磁调节装置,负荷当恒定阻抗处理.证明系统保持静态稳定的条件(或称为静态稳定判据)是:21112212110dPdPTdTd图10-10简单系统图