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电力系统运行的稳定性分析PPT课件

电力系统运行的稳定性分析PPT课件
电力系统中的各同步发电机只有在同步运行(即所有发电机以相同的速度旋 转)状态下,送出的电功率为定值,并维持系统中任何点的电压、频率和功率潮 流为定值。
如果某些发电机之间不能维持同步运行,其送出的电功率以及相应节点的电 压及相应线路的潮流将发生大幅度的周期性振荡,如果失去同步的机组之间不能 迅速恢复同步,即电力系统失去了稳定运行的状态。这种由于机组失去同步造成 的稳定问题实际上是电力系统的功角稳定问题。

第1页/共57页
第一节 概述
一、基本概念:
3.功角:表示发电机转子轴线子之间的夹角,又表示各发电机电势间的夹
角。
传输功率的大小与相位角δ密切相关,称δ为“功角”或“功率角”。
~
E q
jxd
jxT 1
U=常数
ω
jx L
U U0 jxT 2
Èq
q
第2页/共57页
δ
IU
第一节 概述
二、电力系统的稳定性分析
Xd
PE=P0与功率特性曲线有两个交点a和b, 即电机的两个运行点。 下面就对a点 和b点进行分析
第23页/共57页
a点扰动过程分析:
稳态时: d d 0 0
扰动使a→a´→δ↑(δ+Δδ) ,PEa´>P0 →ΔPa ´=PT-PEa´<0→ΔM<0→减速→δ↓→a´→a a→a"→δ↓(δ-Δδ), PEa">P0 →ΔPa"=PT-PEa">0→ΔM>0→加速→δ↑→a"→a
第16页/共57页
二.隐极发电机的功-角特性
-----即发电机的电磁功率与功角之间的关系 一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统

《电力系统稳态分析》课件

《电力系统稳态分析》课件

电力系统是线性的 电力系统是平衡的 电力系统是稳定的 电力系统是连续的
确保电力系统的稳定运行 提高电力系统的可靠性和效率 预测和预防电力系统的故障和异常 为电力系统的优化和改进提供依据
潮流分析法的定义:通过分析电力系 统中各节点的电压、电流和功率等参 数,来研究电力系统的稳态运行状态。
潮流分析法的步骤:首先建立电力 系统的数学模型,然后求解该模型, 最后分析求解结果。
与注入电流的 与支路阻抗的 与节点电压的
关系
关系
关系
网络方程:描 述网络中各节 点电压和支路
电流的关系
潮流方程:描 述网络中各节 点电压和支路 电流的相位关

阻抗矩阵:描 述网络中各节 点电压和支路 电流的阻抗关

电力系统稳态分析 的模型主要包括: 直流模型、交流模 型、混合模型等。
直流模型:主要用 于分析电力系统的 稳态特性,如电压、 电流、功率等。
国际标准:IEC 61850标准 国内标准:GB/T 13730标准 标准化发展:提高电力系统稳态分析的准确性和可靠性 发展: 描述变压器的 电压变换和功
率传输特性
线路模型:描 述线路的阻抗 和功率损耗特

负荷模型:描 述负荷的功率 需求和运行状

控制设备模型: 保护设备模型:
描述控制设备 描述保护设备
的控制策略和 的保护策略和
运行状态
运行状态
节点电压方程: 支路电流方程: 节点功率方程:
描述节点电压 描述支路电流 描述节点功率
交流模型:主要用 于分析电力系统的 动态特性,如频率 、相位、阻抗等。
混合模型:结合直流 模型和交流模型,可 以更全面地分析电力 系统的稳态和动态特 性。
目标函数:最小化 系统运行成本或最 大化系统运行效益

电力系统稳态分析培训资料(ppt 63页)

电力系统稳态分析培训资料(ppt 63页)
20
Power network in China Northeast
三峡大学
电气信息学院电气系
国家电网公司
500kV
330kV
220kV
Thermal Plant Hydro Plant Nuclear Plant
Xinjiang North west
Tibet Sichyu
North East
Central
5
三峡大学
电气信息学院电气系
第一章 电力系统的基本概念
一.电力系统概述 二.我国电力系统和电力工业简介 三.电力系统运行应满足的基本要求 四.电力系统的结线方式和电压等级 五.电力系统工程学科和电力系统分析课

6
三峡大学
一.电力系统概述
电力系统的形成和发展 1、1831年法拉第发现了电磁感应定律。
South
中国南方电网有限责任公司
Power network coverage 96.4%CEPRI
21 5
三峡大学
电气信息学院电气系
二.我国电力系统和电力工业简介
我国电力工业的发展前景 2000、2015年的总装机容量和年发电量
290GW 580GW 1450TW•h 2900TW•h 全国性联合电力系统的出现 到2002年底: 35kV及以上线路总长度:80.6 万公里 其中:500kV线路:3.5万公里
三峡大学
一.电力系统概述
3、1885年在制成变压器的基础上,实现单 向交流输电; 1891年在制成三相变压器 和三相异步电动机的基础上,实现了三 相交流输电。
4、1891年在法兰克福举行的国际电工技术 展览会上,在德国人奥斯卡·冯·密勒 主持下展出的输电系统,奠定了近代输 电技术的基础。

电力系统稳态分析教学资料02例课件

电力系统稳态分析教学资料02例课件

Pkund软件还提供了多种输出和可视化选项,帮助用 户直观地了解仿真结果和分析数据,为电力系统的规 划和优化提供有力支持。
REPORT
THANKS
感谢观看
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
涉及知识点: 电力系统稳态分析的基本概念、数学模型的建立、参数分析方法等。
案例二:某发电厂的稳态分析
发电厂运行状态评估
该案例以某发电厂的运行数据为基础,通过稳态分析方法,评估发电厂的运行状态,包括 各机组的出力、效率、污染物排放等。
涉及知识点: 发电厂运行管理、机组性能测试、污染物排放控制等。
案例三:某城市电网的稳态分析
REPORT
CATALMMARY
电力系统稳态分析教 学资料02例课件
目录
CONTENTS
• 电力系统稳态分析概述 • 电力系统元件模型与参数 • 电力系统稳态计算方法 • 电力系统稳态分析案例 • 电力系统稳态分析软件介绍
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
随着能源结构的不断变化和可再生能源的大规模接入,电力系统稳态分
析对于优化资源配置、协调能源发展和促进电力系统的可持续发展具有
重要意义。
电力系统稳态分析的基本方法
潮流分析
负荷建模
通过潮流分析可以求解出电力系统中 各节点的电压、电流、功率等参数, 了解系统中各元件的运行特性和电力 电量平衡情况。
负荷建模是建立电力系统负荷的数学 模型的过程,通过对负荷特性的准确 描述,为电力系统稳态分析和仿真提 供基础数据。
详细描述
变压器模型通常采用理想变压器模型,忽略励磁电流和磁滞效应。参数包括额定容量、额定电压比、短路阻抗和 效率等。这些参数用于描述变压器的电气特性,以及在稳态分析中计算变压器的输入输出功率和电压调节。

资料电力系统稳态分析

资料电力系统稳态分析

一.基本概念
最大负荷——指规定时间内,电力系统总有功 功率负荷的最大值,以千瓦(KW)、兆瓦 (MW)、吉瓦(GW)为单位计。
额定频率——按国家标准规定,我国所有交流 电力系统的额定功率为50Hz。
最高电压等级——是指该系统中最高的电压等 级电力线路的额定电压。
按对供电可靠性的要求将负荷分为三级
电力网络——是由变压器、电力线路等变换、 输送、分配电能设备所组成的部分。
动力系统 图1-1
一.基本概念
总装机容量——指该系统中实际安装的 发电机组额定有功功率的总和,以千瓦 (KW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW) 为单位计。
年发电量——指该系统中所有发电机组 全年实际发出电能的总和,以千瓦时 (KWh)、兆瓦时(MWh)、吉瓦时 (GWh)为单位计。
备的绝缘、通信的干扰、继电保护等
1.中性点不接地系统
C(或Xc)—各相对比地之间是空气层,空气是绝缘 介质,组成分散电容 (存在电场效应) 为了方便讨论,认为:
1) 三相系统对称(即电源中性点的电位为零) 2) 对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考 虑 3) 假设三相系统完全对称,则负荷电流 三相 对称。 4) 当导线经过完全换位后,Ca=Cb=Cc=C,则对 地附加电容电流对称 5) 中性点与地电位一致
当发生单相接地故障时:
电压发生变化: 故障相电压下降(零) 非故障相上升(线电压)
对地电流(电容性)发生变化:为原来单 相对地电容电流的3倍。
结论
绝缘水平按线电压设计
三相系统仍然对称,可以继续运行2小时
因存在接地容性电流,故在接地点有电弧. 若接地电流不大电弧会自行熄灭.
2. 中性点经消弧线圈接地系统
适用范围:二级负荷

电力系统稳态分析教学资料02电力系统稳态z

电力系统稳态分析教学资料02电力系统稳态z
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗 2018年12月21日星
期五
16
(三)其他电压质量指标
1.电压损耗 • 电压损耗:元件两侧电压数量差,百分数表示
U1 U 2 电压损耗% 100 (2 17) UN
• 具体计算:110kV及以下 P2 R Q2 X P 1 R Q1 X U1 U 2 或U1 U 2 (2 18) U2 U1 • 220kV及以上应考虑横分量影响。
1 2
• 令
(2 3)

2

2
U1
U 2 U 2 U 2 ; 1 tg
2 2
期五
1
U 2
的电压降落和功率损耗 2018年12月21日星
、S 计算 dU 2.已知首端 U 1 1
U 0,S =P +jQ 与实轴重合,即 U • 取U 1 1 1 1 1 1 • 类似得
2
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗 2018年12月21日星
期五
21
(一)串联阻抗支路功率损耗的计算-2 • 去掉下标
2 2 P Q R jX S s I 2 Z 2 U P2 Q2 P2 Q2 R j X PS jQS 2 2 U U
P Q P Q PS R; QS X (2 23) 2 2 U U
2
P2 X Q2 R P2 R Q2 X U2 j U2 U 2
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗 2018年12月21日星
期五
9
、S 计算 dU 1.已知末端 U 2 2
-1
P2 R Q2 X P2 X Q2 R U 2 ; U 2 U2 U2 U jU • 则 dU 2 2 U dU U U jU 2 4 U

电力系统稳态分析(课堂PPT)

电力系统稳态分析(课堂PPT)
➢ 发电机端电压的调节受发电机无功极限的限制,达到极限时 则不能进行调压
➢ 发电机端电压允许调节范围:0.95~1.05UN,若端电压低于 0.95UN,输出的最大视在功率要相应减小
适用范围:发电机直供的小系统;对于大系统,尤其是线 路很长且有多级电压的电网,需和其它调压方法相配合
.
5
5.2.4 改变变压器变比调压
.
2
5.2.2 中枢点电压管理
➢ 电压监视中枢点 选择有代表性的节点,监视和控制其电压,若中枢点电压满足要求, 其邻近节点电压基本也能满足要求 中枢点一般选择区域性电厂的高压母线,有大量地方性负荷的电厂 母线及枢纽变的二次母线
➢ 中枢点电压控制 根据中枢点周围节点对电压偏移的要求,确定中枢点电压允许
价格高、运行维护复杂。选择时,可按调压要求和负荷变化情
况,确定所需分接头调节范围和每档分接头的调节量
.
9
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
➢并联补偿-同步调相机、静止补偿器、并联电容器
能减小线路和变压器输送的无功及电压损耗,提高电网电压水
平,能减小电网功率损耗。 等值电源S
变压器T U2
未 加 并 联 补 偿 时
➢普通升压变压器
T3
U2U1U
KU1U Ut1 Ut2
Ut1max
U1maxUmax U2
Ut2
Ut1min
U1minUmin U2
Ut2
.
G
U2
U1
U
Ut1
Ut1max
Ut1min 2
8
5.2.4 改变变压器变比调压(续3)
➢三绕组变压器分接头电压的计算 一般三绕组变压器的高、中压绕组侧有分接头可供选择使用,低压

电力系统稳态分析讲解第二章

电力系统稳态分析讲解第二章

§2.3 电力线路的参数和数学模型
多股线绞合—J
排列:1、6、12、18 普通型:LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型:LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型:LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积 扩大直径,不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别,支撑层6股
容量:100/100/100、100/50/100、100/100/50
3.三绕组变压器 接线:Y/Y/△,稳定绕组,改善波形
自耦:体积小,损耗小,110kV以上用 结构 升压:铁芯-中压-低压-高压
降压:铁芯-低压-中压-高压 原副边额定电压相等,变比相等 接线组别对应一致 额定短路电压相等
4.并列运行
A B
C
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
3.绝缘子和金具
§2.2 变压器的数学模型
补充:
变压器型号举例说明 1:SJL-1000/10,为三相 油浸自冷式铝线、双线圈 电力变压器,额定容量为 1000千伏安、高压侧额定 电压为10千伏 电力变压器的型号表示方 法:基本型号+设计序号-额定容量(KVA)/高压侧电 压 2:S7-315/10变压器 即三相(S)铜芯10KV变压 器,容量315KVA,设计序号7 为节能型. 3:SFPZ9-120000/110 指的是三相(双绕组变压 器省略绕组数,如果是三 绕则前面还有个S)双绕组 强迫油循环风冷有载调压 ,设计序号为9,容量为 120000KVA,高压侧额定电 压为110KV的变压器。

短路试验求RT、XT
条件:令一个绕组开路,一个绕组短路,而在余下的一个 绕组施加电压,依此得的数据(两两短路试验)
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• 功率:支路电流与节点电压的综合量。
• I1=I2,但U1≠U2,则S1≠S2。
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
7
(一)电压降落的两种分解计算方法
• 两种已知条件:已知末端(或首端)电压、功 率求首端(或末端)电压、功率和电压降落。
• 单相参数等值电路,用线电压、三相功率计算。 有名制时,用单相电路图进行三相计算。
14
(二)计算公式的简化及讨论
• U2+ΔU2>>δU2,U1-ΔU1>>δU1,δU可忽略 • 简化:
U 1 U 2 U 2 U 2P 2R U 2 Q 2X(2 1)2
U 2U 1 U 1U 1P 1R U 1 Q 1X(2 1)3
• 高压输电系统,X>>R,忽略R,简化
发电机以滞后功率因数运行时发出无功功率为 正,反之为负。
4
第一节 网络元件中的 电压降落和功率损耗
一、网络元件中的电压降落 二、网络元件中的功率损耗 三、运算负荷和运算功率
一、网络元件中的电压降落
• 电力网络元件:电力线路、变压器和电抗器等 • 每个元件等值电路都含阻抗串联电路 • 电压降落:串联阻抗元件首末两端电压相量差
可以对系统运行方式合理性、经济性、安 全性和可靠性分析和评价,提出改进措施 • 潮流计算也是电力系统规划设计基础工作 • 现代电力系统是复杂大系统,潮流计算是 求解复杂网络过程,分析计算必须借助计 算机。
3
第二章 简单电力系统的分析和计算-1
• 对简单网络估算或取得初始数据,便于深入理 解物理概念,本章以简单系统为例介绍手算方 法,第三章讨论复杂系统计算机分析计算方法
•则
dU U2jU2
U 1U 2d U U 2 UjU 2 24
U 1U 2 U 22U 22;1tg 1U 2 U 2 U 225
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
10
2.已知首端 U 1 、S1计算 dU
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
12
电压计算两方法间相量关系:
• 以上两种结果符合电路规律:
d U U 1 jU 1 U 2 jU 2(2 1)0
• 式(2-3)、(2-7) 统一式:
U P R Q;X U P X Q(2 R 1)1
U
U
• 功率与电压必须是同一侧数值
电力系统稳态分析
第二章 简单电力系统的分析和计算
§2-1 - §2-5
第二章 简单电力系统的分析和计算
第一节 网络元件中的电压降落和功率损耗 第二节 电能损耗 第三节 电力网络的潮流分布计算 第四节 网络变换 第五节 电力线路导线截面积的选择
2
第二章 简单电力系统的分析和计算
• 电力系统稳态运行状况:正常运行工况 • 潮流分布:电压(电流)和功率分布 • 潮流计算是电力系统稳态分析主要方法,
• 令 U 1 P 1 R U 1 Q 1 X ;U 1 P 1 X U 1 Q 1 R(2 7 )
•则
dU U2jU2
U 2U 1dU U 1 U jU 1
28
U 2U 1 U 12U 12;2tg 1U 1 U U 1129
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
13
末端电压U2可能大于始端:
• 电感性负荷Q正值,电容性负荷Q负 值,ΔU可能为负,末端电压U2可能 大于始端。
• 高压输电线路,用π形等值电路,如 负荷空载,则线路中实际负荷是末端 容性导纳充电功率,Q为负值,出现 末端电压值高于始端电压值。
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
• 取 U 1 与实轴重合,即 U1U10,S1=P1+jQ1
• 类似得
U2
U1
USˆˆ11
Z
U1

P1 jQ1 R
U1
jX
U1

P1RQ1X U1

j
P1XU1Q1R
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
11
2.已知首端 U 1 、S1计算 dU -1
U1
U2
USˆˆ22
Z
U2

P2
jQ2 U2
R
jX
U2

P2RQ2X U2

jP2XU2Q2R来自第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
9
1.已知末端 U 2 、S2计算 dU -1
• 令 U 2 P 2 R U 2 Q 2 X ;U 2 P 2 X U 2 Q 2 R(2 3 )
S 1 P 1 j1 ; Q S 2 P 2 j2 ; Q d U U jU
• ΔU:电压降落纵分量
• δU:电压降落横分量
• Z=R+jX:每相阻抗
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
8
1.已知末端 U 2 、S2计算 dU
• •
取 由
U 2 S
与 U实Iˆ轴得重合I,2 即SˆU22/Uˆ2U20,S2=P2+jQ2
U 1 U 2Q U 2X 2 ;U 2 U 1Q U 1X 1 (2 1)5
1 tg 1U P 2 2 X /U U 2 2;2 tg 1U P 1 1 X /U U 1 1(2 1)6
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
• 简单系统和复杂系统之间没有明显的界限。 • 本书复功率取: SU IˆPjQ
• S 单 相U 数I ˆ 值U 表 示u : I Ui US ( u c Iˆo j s Is i ) i n P jQ
• φu-φi:功率因数角 • 负荷以滞后功率因数运行时吸取无功功率为正,
dUU1U2
第一节网络元件中的电压降落和功率损耗
6
一、网络元件中的电压降落-1
dU U1 U 2
I1 R jX I2 R jX
• 电路中计算电流、电压和电压降很简单。
• 潮流计算重点是电压与功率分布,实际电力系 统的电源、负荷以功率给出,必须用功率代替 电流。
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