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前言—答疑及考试

研究生助教：缪鹏彬（001班）、刘珏麟（002班） 答疑


时间：星期一晚上7:30-9:30 地点：6教406

成绩构成

平时成绩（30%）：考勤（5%） 、课后作业（15%） 、
课堂练习（10%）

期末闭卷考试（70%）
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前言—教材及参考资料

李光琦.电力系统暂态分析(第三版) .北京：中国电力 出版社，2007 何仰赞，温增银.电力系统分析(下册) （第三版）. 武汉：华中科技大学出版社，2002 韩祯祥.电力系统分析.浙江大学出版社 J D Glover, etc. . Power System Analysis and Design. 机械工业出版社 Prabha Kundur . Power system stability and control . New York: McGraw-Hill lnc,1993
“电力系统电磁暂态分析” 抓住主要矛盾、忽略 次要因素。——思维 方式 “电力系统稳定性分析”
暂态 扰动使得系 统从一种运 行状态向另 一种运行状 态过渡。
机电暂态
分析发电机转子 转速的变化
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课程内容和目的


具体知识我们不懂，但我们 依旧可以判断这个目录是不 是一个完整的框架体系！
课程内容
后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复 到原来的稳态运行状态的能力。通常指第一或第二振 荡周期不失步。如果能，则认为系统在该正常运行状 态下该扰动下是暂态稳定的。不能，则系统是暂态失 稳的。

特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大
干扰时的功角稳定性问题。系统的暂态稳定性不仅与 系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、 地点及持续时间均有关。
单位为s
0 0
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6.2.1转子机电运动方程的推导
——转子运动方程的二阶形式
功角 是两转子之间的空间相对位置角
q轴

Eq
U
0
d 0 dt
2
两边求导
d d 2 dt dt
2

TJ d P PT PE （6-10） 2 0 dt
PT 机械功率
电力系统稳定性分析
2013~2014学年第一学期 上课教师: 余 娟 电话：65112300 email：cqu.juan.yu@ 主页：/myweb/myweb.asp?userid=247 公共下载方式
《昔时贤文》:“百年修得同 船渡，千年修得共枕眠”.

6.1 概述
—— 功角
隐极机
G
～
T
L
无限大系统
q轴 q轴
Ix cos
Eq
xG
UG
xT
UL
I
xL
U =常数
Eq
jIx
Eq
E q sin
jIx

图6-1 (a) 系统图
x 总电抗： xG xT xL 系统稳态时， 不变；
E 电势方程： q jIx U 一直变化，系统不稳定。 功角 EqU EqU 发电机电磁功率：E E cossin PP UI sin x x
PE 电磁功率
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6.2.1.2转子机电运动方程的推导
——转子运动方程的状态方程形式
功率是标幺值，电气角速度是 P PE 1 稳态： 有名值 T 功率和电气角速度都是 标幺值
d 功角δ不变 d ( 1)0 0 dt dt 干扰后： P PE 1 反映暂态过程中，发电机转 d 1 d 0 T ( P PE ) 子转速、功角和不平衡功率 T 功角δ变化 E ) ( PT P TJ dt之间的相互作用与变化规律， dt TJ 是功角稳定分析的基础。
功角特性
d轴 d轴 图6-1 (b) 相量图
I I
U
21
1、同步发电机要同步运行 6.1 概述 2、研究机电暂态过程的必要性 3、发电机转速、功角的变化情况决定系统的稳定性 ——发电机转子运动与功角 的关系
电气角速度

d轴

M E 电磁转矩
Eq
q轴
同步电气角速度
机械转矩
电力系统稳定性分析
电力系统稳定性分析
星期二1、2节
星期四9、10节
1-4,6-9
A5313
3
前言

纪律 答疑及考试


教材及参考资料
课程重要性

课程主要内容
4
前言—纪律
上课
不迟到，不早退； 手机关机或开到振动； 请假时需要辅导员签字的请假条。
作业
每周第一次上课前提交上一周作业，过时不收。
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6.2.1.1 转子的机械运动方程
dΩ 反映机械转速 Ja J M M T M E （6-1） 与转矩的动态 dt
J a
转子的转动惯量 角加速度 机械角速度 不平衡转矩 机械(电磁)转矩
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关系，是纯机 械运动，不能 反映电气量的 变化作用。
Ω
M
M T (M E )
6.2.1.2转子机电运动方程的推导
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6.1 概述 ——动态稳定 (Dynamic Stability)

定义：指电力系统在某一正常运行状态下受
到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置 的作用下，保持长过程运行稳定性的能力。如 果能，则认为系统在该正常运行状态下是动态 稳定的。不能，则系统是动态失稳的。

特点：动态稳定的过程较长，参与动作的元




精品课程网站
7
Prof. Prabha Kundur
2007年香港理工大学
8
薛禹胜院士
2008年美国匹兹堡
9
薛禹胜院士
2011年美国底特律
10
Prof. Ajjarapu
2012年美国Iowa State University 11
12
读万卷书行万里路


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第六章 电力系统稳定性问题概述和各 元件机电特性

6.1 概述 6.2 同步发电机组的机电特性 6.3 自动调节励磁系统的作用原理和数学模型 6.4 负荷特性 6.5 柔性输电装置特性
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6.1 概述
——电力系统稳定性概念

电力系统稳定性问题就是当系统在某一正 常运行状态下受到某种干扰后，能否经过一 定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到 一个新的稳态运行状态的问题。如果能，则 认为系统在该正常运行状态下是稳定的。不 能，则系统是不稳定的。 电力系统稳定的破坏，将造成大量用户供 电中断，甚至导致整个系统的瓦解，后果极 为严重。 20
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6.1 概述
——功角稳定的概念


电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电 机均同步运行，即功角δ 是稳定值。 系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一 段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即 功角δ 能达到一个稳定值，则系统就是功角 稳定的，否则就是功角不稳定。
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学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进。 6.1 概述 ——电力系统稳定性分类
功角稳定、小干扰稳定、暂态稳定、低频 振荡、异步、再同步、PSS
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Q1:发电机转子转速的变化对电力系 统运行有什么影响？ Q2:为什么这门课叫电力系统稳定性 电力系统分析基础课 分析？ 电 力 系 统 运 行 状 态 稳态 正常的、相 对静止的运 行状态。 “电力系统稳态分析”
电磁暂态 分析电网电气量 的变化，比机电 暂态快得多。

6.2.1 同步发电机组转子运动方程 6.2.2 发电机的电磁功率 6.2.3 电动势变化过程的方程式
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6.2.1 同步发电机组转子运动方程



6.2.1.1转子机械运动方程 6.2.1.2转子的机电运动方程推导 6.2.1.3 惯性时间常数 6.2.1.4 同步发电机组转子运动方程的 进一步认识
件和控制系统更多、更复杂。（不讲）
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作业
1. 简述电力系统的发展历史和发展趋势。 2. 简述本世纪的大停电事故（发生的规模、原 因、后果等）。 3. 功角的具体含义。 4. 功角稳定及其分类。 5. 电力系统静态稳定及其特点。 6. 电力系统暂态稳定及其特点。
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6.2 同步发电机组机电特性


成绩好：分数高、奖学金、好学校、好工作 生活自理：做清洁、洗衣、做饭、待人接物 婚恋家庭：男女思维差异、婚恋手册 休闲游玩：娱乐、游山玩水、探亲访友 经典阅读：四大名著、孔孟、历史 理财投资：储蓄、保险、房产、股票、基金 健康养生：食疗、中医、锻炼 宗教信仰：佛教、基督教、印度教、邪教 13 时政要闻：政治、经济、危机、战争
热爱、感恩、珍惜
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课程地位

先修课程
“电路原理”、“电机学”、“电磁 场”、 “自动控制原理” 、“电力系统 稳态分析”、“电力系统电磁暂态分析”。

“电力系统稳定性分析”与“电力系统 稳态分析”、“电力系统电磁暂态分析” 共同构成电力系统分析的三大基础课。
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电力系统分析体系
发电机 线路 双绕变 稳态分析 电磁暂态 分析 三绕变 潮流计算 功率控制 稳定性分析 频率控制 电压控制 短路 断线 对称分量法 正负零序

也可能出现系统中同步发电机是维持同步运行，但 系统频率或电压不可控制的持续下降。此时系统从 功角意义上仍然是稳定的，但系统已失去了稳定— —即出现了频率稳定或电压稳定问题。 电力系统稳定性包括：功角稳定＋频率稳定＋电压 稳定 本书中，所说的电力系统稳定性就指的是系统的功 角稳定性。