湖南大學(xué)課件電磁功率特性

1、1第十六章第十六章 電力系統(tǒng)的電磁功率特性電力系統(tǒng)的電磁功率特性16-1 16-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性 16-2 16-2 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響16-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)功率特性的影響16-4 16-4 復(fù)雜電力系統(tǒng)的功率特性復(fù)雜電力系統(tǒng)的功率特性216-1 16-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本假設(shè)：簡(jiǎn)單系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本假設(shè)：忽略元件電阻和對(duì)地導(dǎo)納；忽略元件電阻和對(duì)地導(dǎo)納；兩側(cè)電源電勢(shì)恒定；兩側(cè)電源電勢(shì)恒定；G的不同類(lèi)型的不同類(lèi)型不同不同E、xG不同功率特

2、性不同功率特性3一、隱極式一、隱極式GG的功率特性的功率特性 16-1 16-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性1ddT1LT2de2()xXXXXXXX(1) (1) 送端電源功率特性送端電源功率特性Re()Re()Im()Re()qqEqqdqqqEqqdqqdPEjEIjIE IIQEjEIjIE IIcossinsincosdqdqIXEIXEVcossinsin(cos)qdqdIEXIEVXsin()cos()dqIIIIqEqd2qqEqddsincosE VPXEE VQXX1 1、 Eq=const 時(shí)的時(shí)的功率特性功率特性4一、隱極式一、隱極式GG的功率特性的

3、功率特性 16-1 16-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性(2) (2) 受端系統(tǒng)側(cè)功率特性受端系統(tǒng)側(cè)功率特性Re()cosIm()sinVVPVVIIQVVIIcossinsincosdqdqIXEIXEVqVd2qVddsincosE VPXE VVQXX1 1、 Eq=const 時(shí)的時(shí)的功率特性功率特性516-1 16-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率特性一、隱極式一、隱極式GG的功率特性的功率特性 (3) (3) 功率特性曲線(xiàn)功率特性曲線(xiàn)(1) PEq=PV ，PEq.m=EqV/xd，Eqm=900 G輸出功率極限輸出功率極限 = = 系統(tǒng)傳輸功率極限系

4、統(tǒng)傳輸功率極限 = = 靜態(tài)穩(wěn)定極限靜態(tài)穩(wěn)定極限(4) (4) 結(jié)論結(jié)論(2) QEq-QV =I2xd=Q(2曲線(xiàn)間的距離曲線(xiàn)間的距離) Q P QV 90 900 ；受端；受端 P PV V 略略 90 9001416-2 16-2 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響一、串聯(lián)電阻的影響一、串聯(lián)電阻的影響222sin2cosEqVqqPPEVEVI RZ特點(diǎn)：特點(diǎn)：2 2、P PEqEq P PV V 二者差即為傳輸阻抗損耗二者差即為傳輸阻抗損耗隨功角的增大而增大：隨功角的增大而增大：3 3、P PEqEq 中與功角無(wú)關(guān)的項(xiàng)中與功角無(wú)關(guān)的項(xiàng) “ “固有功率固有功率”

5、，它使送端，它使送端功率極限、極限角增加功率極限、極限角增加 串聯(lián)電阻越大，極限功率、串聯(lián)電阻越大，極限功率、極限角增加越多極限角增加越多1516-2 16-2 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響二、并聯(lián)電阻的影響二、并聯(lián)電阻的影響211121112222122212sinsin()sinsin()qqEqqVEEVPZZEVVPZZ112212111k2111111222k12222221212kd121212Z= jX +R /jX = R+ jX= ZZ= jX +R /jX = R+ jX= ZZ= -X XR + jX= R+ jX= Z0110220120

6、90090 900111102222012129009009001、功率特性、功率特性1616-2 16-2 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響二、并聯(lián)電阻的影響二、并聯(lián)電阻的影響221122121122122sinsinsincosqqEqVEEVVPPZZZ(1) P(1) PEqEq向上、向左移動(dòng)，極限角向上、向左移動(dòng)，極限角 9002qqEqm1111122qVm222212sin|sin|EE VPZZE VVPZZ 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：(2) P(2) PEqEq P PV V 并聯(lián)電阻消耗功率，功角的函數(shù)：并聯(lián)電阻消耗功率，功角的函數(shù)：隨功角增大而減小隨功

7、角增大而減小與串聯(lián)電阻情形相反！與串聯(lián)電阻情形相反！(3) (3) 固有功率固有功率與并聯(lián)電阻大小及其接入點(diǎn)有關(guān)與并聯(lián)電阻大小及其接入點(diǎn)有關(guān) 可能可能 與功角有關(guān)的部分與功角有關(guān)的部分 如電廠(chǎng)主要帶地方負(fù)荷如電廠(chǎng)主要帶地方負(fù)荷1716-2 16-2 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)及參數(shù)對(duì)功率特性的影響三、并聯(lián)三、并聯(lián)電抗電抗的影響的影響1212sin qqEqVEqmVmE VE VPPPPXX111k211222k1221212kd12Z= jX + jX /jX = jXZ= jX + jX /jX = jXZ= jX XX + jX= jX011221211221290 01、功

8、率特性、功率特性2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：并接電抗使功率極限減小，且并接電抗使功率極限減小，且例如：例如：短路故障短路故障12 kEqmXXP (3)(1,1)(2)(1)0XXXX三相短路將使輸送功率降至三相短路將使輸送功率降至 0 0 嚴(yán)重威脅系統(tǒng)穩(wěn)定！嚴(yán)重威脅系統(tǒng)穩(wěn)定！1816-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響一、無(wú)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)系統(tǒng)電壓的變化特點(diǎn)一、無(wú)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)系統(tǒng)電壓的變化特點(diǎn)Eq、V 恒定恒定 P(01800)VL 端點(diǎn)在端點(diǎn)在 Eq-V 上上，VL 下降程度，取決于下降程度，取決于L與與V、Eq 間的電氣距離間的電氣距離(2) 對(duì)任一對(duì)任一，總有點(diǎn)，總有

9、點(diǎn)C電壓最低電壓最低(OCAB)；一般不同；一般不同對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的C點(diǎn)位置不同點(diǎn)位置不同 但兩側(cè)電勢(shì)相等時(shí)，但兩側(cè)電勢(shì)相等時(shí)，C總為電氣中點(diǎn)總為電氣中點(diǎn)(3) 在在 03600 變化，變化，P、I、任一點(diǎn)、任一點(diǎn) V 振蕩振蕩=0、3600 時(shí)時(shí)V最高，最高，=1800 時(shí)時(shí)V最低最低(4) =1800 時(shí)，系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)Vmin點(diǎn)點(diǎn)VC=0 振蕩中心振蕩中心； Eq=V震蕩中心即電氣中點(diǎn)，否則應(yīng)當(dāng)由震蕩中心即電氣中點(diǎn)，否則應(yīng)當(dāng)由=1800 、Vc=0確定。確定。1916-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特

10、性的影響(1) (1) 不連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁不連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁Eq=constEq=const PVG 超出設(shè)定范圍，超出設(shè)定范圍，AVRAVR動(dòng)作動(dòng)作 Eq0= = Eqa Eqb 運(yùn)行點(diǎn)從運(yùn)行點(diǎn)從 P() Eq0 P() Eqb 特點(diǎn)：特點(diǎn)：功率極限功率極限，但極限角，但極限角穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)不變穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)不變 ( 隱極機(jī)時(shí)隱極機(jī)時(shí) 900 )2016-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響(2) (2) 連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁Eq=constEq=const PVG AVRAVR立即動(dòng)作立即動(dòng)作 Eq=co

11、nst=const運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行點(diǎn) 沿沿P() Eq 移動(dòng)移動(dòng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：功率極限功率極限，極限角，極限角 穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)(3) (3) 連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁連續(xù)調(diào)節(jié)勵(lì)磁V VGG=const=const PVG AVRAVR立即動(dòng)作立即動(dòng)作 VG=const=const 運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行點(diǎn) 沿沿P() VG 移動(dòng)移動(dòng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：功率極限功率極限，極限角，極限角 穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)2116-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響二、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響小結(jié)：小結(jié)： 調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)勵(lì)磁(AVR) (AVR) 使使V VGG=cons

12、t=const、或某、或某一機(jī)內(nèi)電勢(shì)恒定，一機(jī)內(nèi)電勢(shì)恒定，提高極限輸出功提高極限輸出功率、擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)率、擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域域22三、用各種電勢(shì)表示的功率特性三、用各種電勢(shì)表示的功率特性qqGqQdddeqcoscoscoscosEVEVVVEVIXXXXqqQqddqqQGqeeqqQqdd1cos1cos1cosXXEEVXXXXEVVXXXXEEVXX16-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響1、用、用q軸電勢(shì)表示的功率特性軸電勢(shì)表示的功率特性QQqsinEE VPX23qqGq2qdqEddq2qdqEddq2Gqeqeeqsinsin22sinsin

13、22sinsin22VE VXXVPXXXE VXXVPXXXV VXXVPXXX ddqQqqddqQqqeeGqQqq1cos1cos1cosXXEEVXXXXEEVXXXXVEVXX 16-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響三、用各種電勢(shì)表示的功率特性三、用各種電勢(shì)表示的功率特性1、用、用q軸電勢(shì)表示的功率特性軸電勢(shì)表示的功率特性QqQE = V+ jx IE2416-3 16-3 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響三、用各種電勢(shì)表示的功率特性三、用各種電勢(shì)表示的功率特性dGVGeesinsinEE VPXV VPX2、用、用E 、VG 表示的功率特性表示的功率特性qdeGqarcsin1 sinarcsin1 sineXVEXXVVX 25 本章小結(jié)1、掌握隱極和凸極機(jī)的功