系统在哪些可能的运行方式下是静态 稳定的， • 分析当电力系统出现小干扰后对电力 系统静态稳定性有什么影响。
9.2.1 静态稳定的基本概念
不稳定
稳定
9.2.1 静态稳定的基本概念
• 简单的电力系统
一台发电机G通过 升压变压器T1，输 电线路L，再经过变 压器T2，接入到相 当于电力系统的无 限大容量电源的母 线上。
-1
0.803 - 5.29o
例9-1
3）发电机的空载电动势：
EG* U* jI*X* 1 0.803 - 5.29 o 1.390o 1.5143.5 o
4）求出极限功率标幺值
PEm a x*
EG* X*
U*s in90 o
1.51 1.3
11
1.16
电力系统分析
机械出版社 朱一纶主编
第9章 电力系统稳定性分析
• 电力系统稳定性分析是研究电力系统在受到 扰动后，凭借系统本身因有的能力和控制设 备的作用，是否可能回复到原始稳态运行方 式，或者达到新的稳态运行方式。
{ 电力系统稳定性
频率稳定 电压稳定 功角稳定
本章讨论
9.1 电力系统稳定性概述
• 1.功角稳定性
• 2001年我国电网运行与控制标准化技 术委员会提出的《电力系统安全稳定 导则》把同步发电机转子的功角稳定 性分为三类：
1）静态稳定-电力系统受到小的干扰（这里 的小干扰是指一般指正常的负荷和参数变 动，不发生非周期的失步，自动恢复到起 始运行状态的能力。
9.1 电力系统稳定性概述
• 暂态稳定-电力系统受到大的干扰（这里的 大扰动后，各同步发电机保持同步运行， 并过渡到新的稳态运行方式或恢复到原来
PE
UIcos
EGU X
sin
9.2.1 静态稳定的基本概念
• 发电机功率与功率角之间的关系—功角特性曲线
在a点，当系 统受到微小干 扰时都能自行 恢复到原始的 平衡状态，所 以系统是静态 稳定的。
在b点，电力 系统是处于不 稳定的平衡， 是静态不稳定 的。
PT<PE,发电 机的转子减
速， 减小
例9-1
• 解： 1）先求出UG*的相位角
书上公式写错
PE
U*I*cos
UG*U* XT* XL*/2
s in G
1.05 0.3
1 sinG
0.8
求出：：G 13.21 o 计算没错
2）计算电流:
I*
UG* - U*
jXT* XL*/2
1.0513.21o j0.3
2.01 1.4
0.868
1.246
4）静态稳定功率储备系数KP：
KP
Pmax - P0 P0
100%
1.246 1
-1 100%
24.6%
9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响
1.无调节励磁时发电机机端电 XG
jIX
KP（用百分数表示）：
KP
PEmax - PE PE
100%
• 根据我国现行的《电力系统安全稳定
导则》规定，系统正常运行时，KP应
不小于15%到20%，事故后的运行方
式下KP不应小于10%。
例9-1
• 对图9-5所示的简单电力系统，以发电机的 额定功率、额定电压为基准，如果在发电 机机端电压为1.05时发电机向系统输送功 率为P*=0.8，试计算此时系统的静态稳定 储备系数。
9.2.1 静态稳定的基本概念
功率角（功角） • 对发电机而言，在 不考虑自动调速系 统时，发电机G的 电动势也是恒定不 变的，所以可以画 出发电机运行时电 力系统的相量图。
EG - jIX U
9.2.1 静态稳定的基本概念
• 发电机功率与功率角之间的关系—功角特性曲线 标量关系有： EGsin IXcos 发电机的功率方程式为
稳态运行方式的能力。
• 动态稳定-电力系统受到小的或大的干扰后， 在自动调节和控制装置作用下，保持长过 程运行稳定性的能力。（即不发生因振幅 不断增大的的振荡而失步）。
9.2 电力系统的静态稳定
• 电力系统静态稳定分析的任务是： • 校验电力系统在某一运行方式下是不
是静态稳定的， • 求出静态稳定性的判据，并判断电力
• 解：令 UT* 1.00o
由P*=1.0，cos 0.85
1）求得 Q* P*tan 1 tanarccos（0.85） 0.62
因忽略电阻, 可求出
US*
UT*
- U*
jU*
1-
Q*X* 1
-
j
P*X* 1
1- 0.62 0.3 - j1 0.3 0.814 - j0.3 0.868 - 20.33o
增大、UG下降时， 自动励磁调节器将 增大励磁电流，使 发电机电动势EG增 大。
X - XG
X
发电机端电压的端点位于电
压降 jIX 上，位置按阻抗的
比值确定。因为EG是常数，
所以随着 EG 向功角 增大
的方向转动，UG 也随着转动， 且其模（数值）UG变小。
9.2.3 励磁调节对静态稳定性的影响
2.自动励磁调节对功率特性的影响
发电机装设自动调
节器后，当功角
5）静态稳定功率储备系数KP：
KP
Pmax - PE PE
100%
1.16 - 0.8 0.8
100%
45%
例9-2
• 一台发电机向电力系统送电，已知升压变压 器高压母线处的电压标幺值UT*=1.0，送出功 率为P*=1.0，cos 0.85，求US、Pmax*、KP。
例9-2
9.2.2 静态稳定实用判据
• 简单系统的静态稳定
的条件： dPE 0
d
•
关于 C 讨论： 1）静态稳定极限角 2）对于各种实际的 发电机，C 90 o 3）为了保证电力系 统安全可靠运行，要
求留有一定的静态稳 定储备。
功率极限角
9.2.2 静态稳定实用判据
• 通常用静态稳定功率储备系数KP来表 示发电机的静态稳定性 ，一般定义
1
1
例9-2
2）求出发电机的空载电动势
EG*
UT*
U*
jU*
1
Q*X* 1
j
P*X* 1
1 0.621.1 j11.1 1.682 j1.1 2.0133.18o
1
1
3）在S点输出的极限功率标幺值
PTm a x*
EG* X *
U T*s in90 o
