电力系统的静态和暂态稳定性

电力系统稳定性简要概述引言电力系统稳定性是指电网在受到外界扰动或内部故障时，恢复稳定工作状态的能力。

在电力系统中，稳定性是一个极其重要的概念，保证电网的稳定运行对于维持现代社会的基本运转至关重要。

本文将简要概述电力系统稳定性的基本概念和分类，以及相关的控制方法。

电力系统稳定性的概念电力系统稳定性可以分为三个方面：1.电力系统静态稳定性：指电力系统在小扰动下能够保持稳定的能力。

静态稳定性通常涉及发电机和负荷之间的平衡，以及电网的电压和频率的稳定性。

2.电力系统动态稳定性：指电力系统在大扰动下能够迅速恢复到稳定的能力。

动态稳定性涉及到电力系统的振荡和失稳问题，如发电机转子振荡和电压失控等。

3.电力系统暂态稳定性：指电力系统在受到突发大扰动（如故障、短路等）后，能够在较短的时间内恢复到正常稳定状态。

暂态稳定性主要涉及电力系统的电压和电流的快速变化过程。

电力系统稳定性的影响因素电力系统稳定性受到多种因素的影响，包括但不限于：1.发电机和负荷之间的平衡：发电机的产生功率必须与负荷的消耗功率相匹配，否则会导致电力系统的不稳定。

2.电网的电压和频率：电力系统的电压和频率必须保持在合理的范围内，否则会对电力设备和用户设备造成损坏。

3.线路和变压器的损耗：电力系统中的线路和变压器会产生电阻和电磁损耗，这些损耗会导致电能的损失，从而影响电力系统的稳定性。

4.电力系统的控制策略：电力系统的控制策略包括发电机的启动和停机控制、负荷的调整控制等，这些控制策略直接影响电力系统的稳定性。

电力系统稳定性的控制方法为了保证电力系统的稳定运行，需要采取一系列的控制方法。

以下是常用的控制方法：1.发电机的自动调节系统：通过自动调节发电机的励磁和机械输入，使得发电机的输出功率和电压保持稳定。

2.负荷调整控制：根据实际负荷需求，调节负荷的输出功率，使其适应电力系统的变化。

3.线路和变压器的补偿控制：对线路和变压器进行补偿，降低其损耗，提高电力系统的效率和稳定性。

第九章 电力系统静态稳定性分析主要内容提示：电力系统的稳定性，是指当电力系统在正常运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定的时间后又恢复到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳定运行状态的能力。

如果能够，则认为系统在该运行状态下是稳定的。

反之，若系统不能回到原来的运行状态，也不能建立一个新的稳定运行状态，则说明系统的状态变量没有一个稳定值，而是随着时间不断增大或振荡，系统是不稳定的。

电力系统的稳定性，按系统遭受到大小干扰的不同，可分为静态稳定性和暂态稳定性。

电力系统的静态稳定性即是在小干扰下的稳定性,电力系统的暂态稳定性是在大干扰下的稳定性。

本章主要讨论：各类旋转元件的机电特性，简单电力系统的静态稳定性及提高电力系统静态稳定的措施。

重点是系统静态稳定的实用判据和小干扰法的应用。

§9—1 各类旋转元件的机电特性本节讨论两个基本问题：同步发电机组转子运动方程及功-角特性()δP ；异步电动机组转子运动方程及电磁转矩与转差的关系()s M 。

一、发电机的转子运动方程在发电机转轴上有两个转矩作用（略摩擦转矩）,一个是原动机作用的机械转矩T M ，与之对应的功率T P 为机械功率；另一个是发电机作用的电磁转矩E M ，与之对应的功率E P 为电磁功率.发电机转轴上的净加速转矩：αJ M M M E T =-=∆ 其中 J 为转子的转动惯量，α为机械角加速度。

当N ωω=时，1=*ω，则**∆=∆P M发电机的转子运动方程：****-=∆=⋅=∆E T N JP P P dt d T M 22δω（＊符号可省略） 写成状态方程:()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-=E T J N N P P T dt d dt d dt d ωωδωωδ22惯性时间常数：2222222100074.246024N BB N B N B N J n S GD S GD n S GD S J T =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅==πΩΩ(s) J T 的物理意义：当机组输出电磁转矩0=*E M 、输入的机械转矩1=*T M 时，机组从静止升速到额定转速所需的时间.当δ、t 、J T 以不同的单位表示时，转子运动方程出现不同的形式：如,当δ（rad ）、t （s ）、J T （s ）时，222dt d f T P N J δπ⋅=∆* 当δ(度）、t （s ）、J T （s ）时，22360dt d f T P N J δ⋅=∆*二、发电机的功—角特性方程以图9-1所示的单机对无限大系统为例，分析发电机的功—角特性。