電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題
——當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀態(tài)下受到某種干擾后，能否經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后回到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)或者過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。
根據(jù)擾動(dòng)的大小，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題可分為：
電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性
對(duì)于隱極發(fā)電機(jī)與無(wú)限大功率系統(tǒng)相連的情況，可以作出相量圖和發(fā)電機(jī)功-角特性方程：
設(shè)發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為pm，且不可調(diào)，忽略摩擦等損耗，則在發(fā)電機(jī)功-角特性曲線上將有兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)：a和b。
a是靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。
靜態(tài)穩(wěn)定的儲(chǔ)備
可見(jiàn)，功率角δ=90°時(shí)對(duì)應(yīng)的c點(diǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)，這時(shí)對(duì)應(yīng)的功率是系統(tǒng)傳輸?shù)淖畲蠊β?，稱為靜態(tài)穩(wěn)定極限，以psl表示。
實(shí)際電力系統(tǒng)是不可能在靜態(tài)穩(wěn)定極限狀態(tài)運(yùn)行的。為了說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行情況是否接近靜態(tài)穩(wěn)定極限，常用靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)kp來(lái)衡量：
保證和提高靜態(tài)穩(wěn)定的措施
根本措施：縮短“電氣距離”。
1）采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置
某些發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置可使eq’=常數(shù)，所呈現(xiàn)的電抗為暫態(tài)電抗xd’。
2）減少線路電抗
采用分裂導(dǎo)線。
3）提高線路額定電壓
4）采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償
5）改善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
分析暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)的功-角特性
如果發(fā)電機(jī)用x’d和e’表示的近似數(shù)學(xué)模型(δ’以δ表示），則可以推導(dǎo)出正常運(yùn)行時(shí)的功-角特性方程為：
在發(fā)生短路故障時(shí)，相當(dāng)于在短路點(diǎn)接入一個(gè)附加電抗 :
這時(shí)的功-角特性方程為：
在短路故障線路被切除后，功-角特性方程為：
通常xi<xiii<xii，所以曲線piii介于pi和pii之間。
正常運(yùn)行：a點(diǎn)。
等面積定則
在功角δ0變化到δc的過(guò)程中，原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率pm >發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率pe ，轉(zhuǎn)子加速，過(guò)剩的能量轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)子的動(dòng)能而儲(chǔ)存到轉(zhuǎn)子中。過(guò)剩轉(zhuǎn)矩所作的功為：
在功角δc變化到δmax的過(guò)程中，原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率pm <發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率pe ，轉(zhuǎn)子減速，將轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電磁能。所消耗的動(dòng)能為：
當(dāng)功角達(dá)到δmax時(shí)，轉(zhuǎn)子重新達(dá)到同步轉(zhuǎn)速（ω=ωn），說(shuō)明在加速期間積蓄的動(dòng)能增量全部耗盡，即加速面積和減速面積大小相等，這就是等面積定則：
根據(jù)等面積定則，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的條件是最大減速面積edgk’fe大于加速面積abcdka，即：
極限切除角δc.cr——系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的前提下所允許的最大切除角。
由下式可求得極限切除角：
提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施
優(yōu)先措施：考慮減少功率或能量的差額。
1）快速切除故障和自動(dòng)重合閘
2）強(qiáng)行勵(lì)磁和快速關(guān)閉汽門
3）電氣制動(dòng)和變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地
4）采用單元接線
5）連鎖切機(jī)和切除部分負(fù)荷
6）系統(tǒng)解列