动态电力系统0概述讲解材料课件

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 *1 动态电力系统 n华南理工大学电力学院 n夏成军 联系方式 夏成军13544338436 QQ:37229926 广州五山华南理工大学电力学院 510640 Date2 夏成军 个人简历 n19911995西安交通大学电气工程系 n19951997武汉钢电股份有限公司 n19972003华中科技大学电力系统及其自动化 专业硕博连读 n20032005江苏省电力公司/东南大学博士后 工作站 n2005华南理工大学电力学院 n教学：发电厂电气部分、电力系统通信技术、 动态电力系统、电力系统分析 n科研：电力系统安全稳定控制、EMS高级应用 软件、电力系统仿真、HVDC与FACTS Date3 提纲 n课程主要内容 n课程参考资料 nSCUT电力系统自动化专业方向 n电力系统概述 Date4 本课程的主要内容 n电力系统概述 n电力系统元件的动态特性和数学模型 n同步发电机 n发电机励磁系统和PSS n原动机及调速系统 n负荷 nHVDC nFACTS n线路、变压器？ n电力系统电磁暂态过程分析 n电磁暂态过程数值计算的基本方法 n集中参数电磁耦合元件的暂态等值计算电路 n多导线线路的暂态过程计算 Date5 本课程的主要内容 n电力系统稳定问题概述 n电力系统暂态稳定性分析 n数值解法 n直接法（EEAC法、暂态能量函数法） n电力系统静态稳定性分析（小干扰稳定） n线性化 n全特征值分析法 n降阶选择模式分析法 n全维部分特征值分析法 n低频振荡、小扰动稳定 n电力系统次同步谐振分析 n次同步谐振（SSR）、轴系扭振 n简单电力系统次同步谐振分析（串联电容） n多机系统次同步谐振分析 n电压稳定性分析简介 Date6 专业方向 n电力系统稳定分析与控制 n暂态稳定 n小干扰稳定 n次同步谐振 n电压稳定 n电力系统仿真 n电磁暂态仿真 n机电暂态仿真 n特征值分析 n实时数字仿真RTDS、HYPERSIM n其他 n鲁棒控制 n非线性控制 n分岔理论 n安全域 n。 Date7 参考资料-书 1.夏道止，电力系统分析（下册），中国电力出版社，1998 2.倪以信，动态电力系统理论和分析，清华大学出版社，2002 3.Parabha Kundur著，周孝信、宋永华译，Power System Stability and Control ，北京：中国电力出版社，2002 4.Carson W. Taylor, Power System Voltage Stability(有中译本)，中国电力出版 社，2002 5.袁季修，电力系统安全稳定控制，中国电力出版社，1996 6.王梅义、吴竞昌、蒙定中，大电网系统技术，中国电力出版社，1995 7.王梅义，大电网事故分析与技术应用，中国电力出版社，2008 8.袁季修，防御大停电的广域保护和紧急控制.中国电力出版社，2007 9.余贻鑫，王成山。电力系统稳定性理论与方法，科学出版社，1999 10.韩祯祥，电力系统稳定，中国电力出版社，1995 11.程时杰，曹一家，江全元。电力系统次同步振荡的理论与方法。科学出版社 ，2009 12.傅书逷、倪以信、薛禹胜，直接法稳定分析，中国电力出版社，1999 13.薛禹胜。运动稳定性量化理论-非自治线性多刚体系统的稳定性分析。江苏科 学技术出版社，1999 14.Dommel.EMTP Theory Book. Date8 参考资料-英文期刊 IEE Proceedings of Generation, Transmission and Distribution IEE Proceedings of Electric Power Applications IEE Power Engineering Journal EPES: International Journal of Electrical Power and Energy Systems EPSR: Electrical Power System Research Date10 参考资料-英文会议论文集 CIGRE（国际大电网会议） IEEE winter and summer meetings IEEE General Meeting PSCC （电力系统计算会议 ） IFAC（国际自动控制联合会 ） PICA（电力工业计算机应用会议） POWERCON（电力系统控制会议） ICPST（工商业电力系统技术会议） ICEE（电气工程国际会议 ） APSCOM Et al Date11 参考资料-中文核心期刊（电工类） 序号刊名出版地主办单办单 位 1电力系统自动化南京水利电力部 2电网技术北京水利电力部电力科学研究所 3高电压 技术武汉能源部武汉高压研究所等 4中国电机工程学报北京中国电机工程学会 5中国电力北京中国电力信息中心 6变压 器沈阳沈阳变压 器研究所 7高压电 器西安西安高压电 器研究所 8电工技术学报北京中国电工技术学会 9电测 与仪表哈尔滨哈尔滨市电工仪表研究所 10电力电子技术西安西安电力电子技术研究所 11继电 器许昌许昌继电 器研究所 12电力建设北京国家电力公司电力建设研究所等 13华北电力技术北京中国华北电力集团公司 Date12 参考资料-中文核心期刊（电工类） 序号刊名出版地主办单办单 位 14中小型电机上海上海电器科学研究所 15电线电缆上海上海电缆 研究所 16绝缘 材料通讯桂林机械电子工业部桂林电器科学研究所 17电源技术天津机械电子工业部电源专业 情报网 18低温物理学报北京中国科学技术大学 19电气自动化上海上海市自动化学会等 20华北电力大学学报保定华北电力大学 21电磁避雷器西安西安电磁研究所 22电机与控制学报哈尔滨哈尔滨理工大学 23电气传动天津天津电气传动设计 研究所 24电力系统及其自动化 学报 天津天津大学 25大电机技术哈尔滨机械工业部哈尔滨大电机研究所 26微特电机上海信息产业 部电子第21研究所 27电力自动化设备南京南京电力自动化设备设计 研究所等 Date13 国际三大检索 nSCI 科学引文索引（Science Citation Index） nEI 工程索引（Engineering Index） nISTP 科技会议录索引 Date14 参考资料-中文会议论文集 n全国高校电力系统及其自动化专业年会 n中国电机工程学会、专委会年会 n中国电机工程学会年会青年会议 n电工数学年会 Date15 参考资料-主要网站 n校园网（电子图书、中国期刊网、IEEE/IEE） n各电力企业网 n南方电网WWW.CSG.CN n国家电网 nWWW.PSERC.ORG n北极星 n筑龙网 n电力系统自动化、继电器期刊网站 n。 Date16 SCUT n一级学科：电气工程（2003） n二级学科：电气工程及其自动化（2000） n电力系统及其自动化 n电力系统分析运行与控制 n电力市场 n电力系统继电保护 n电力系统优化技术 n高压直流输电的控制与保护 Date17 电力系统概述 n电力系统的发展历史 n电力系统的基本概念 n电力系统运行状态及控制 n电力系统安全稳定导则 Date18 电力系统的发展历史 n1830年，法拉第发现电磁感应定律 n1882年，爱迪生建成纽约珍珠街照明系 统（直流） n1893年，南加州北美第一条三相交流电 力线路建成（交流） n1954年，瑞典HVDC n1976年，英国电力市场化改革 n1986年，N G Hingorani 提出FACTS 返回 Date19 电力系统基本概念 v一、什么是电力系统 v二、电力系统的特点 v三、对电力系统的要求 Date20 水库 G M M 电力网 电力系统 动力系统 发电厂 水轮机 发电机 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备 一、什么是电力系统？ Date21 v 电力网：由变电所和不同电压等级输电线路 组成的网络。 v动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的 动力部分包含在内的系统。 （例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力 发电厂的反应堆等） v电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及 用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用 户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。 发电厂：生产电能 变电所：变换和分配电能 输配电线路：输送电能 用户：消费电能 Date22 水力发电厂火力发电厂 超高压远距 离输电网 地方电力网 区域电力网 110 kV 35kV 35kV 500kV220kV110kV10 kV 变电所A：枢纽变电所C：地方 变电所D：终端 变电所B： 中间 Date23 v 电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类 u地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在2050km以内 u区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV220kV） u超高压远距离输电网：电压等级为330kV500kV的网络。其主要任 务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域 电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统 v 变电所：按其在电力系统中的地位分类 u枢纽变电所 u中间变电所 u地区变电所 u终端电站所 Date24 二、电力系统的特点 v电能不能大量存储：电能的生产、变换、输 送、分配和使用几乎是同时进行的。 P发 P用P 频率f Q发 Q用Q 电压V Date25 v过渡过程十分短暂：控制操作自动化程 度高。 必须借助自动装置对电力系统进行控 制：继电保护装置、远动装置、减载装 置、同期装置、励磁装置 Date26 v对供电可靠性和电能质量要求很高。电能生 产与国民经济各部门和人民生活有着极为密 切的关系，社会政治经济影响巨大。（8.14美 加大停电） 负荷分类： 一类负荷 二类负荷 三类负荷 Date27 v电力系统的地区性特点较强：发展各 具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目 搬用其它系统的经验。 Date28 三、对电力系统的要求 n安全：任何时候保证可靠持续供电。I 、II和III级用户。 n优质：合格的电能质量。 n经济：煤（水）耗量和网损。 Date29 电能质量的五项指标 n电压偏差 n频率偏差 n谐波含量 n电压波动与闪变 n三相不平衡 返回 Date30 140 120 100 80 60 80 90 100 110 120 寿 命 光通量发光效率 电 流 电压/% 寿命 光通量 发光效率 电流/% 140 120 100 80 60 80 90 100 110 120 电压/% 效率 cos 电流/% 电 流 效 率 cos 图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性 （图中的100%表示额定值） （图中的100%表示额定值） v电压： u必要性： Date31 u电压质量标准： Date32 v频率： u频率偏差： 0.2Hz（3000MW系统） 0.5Hz（3000MW系统） 国外：(0.10.2)Hz 或 0.5Hz u电钟时偏： 30s（3000MW系统） 1min（3000MW系统） u额定频率：50Hz（国外：50 或 60Hz） Date33 n谐波 n电压波动与闪变 n三相不平衡 Date34 电力系统的运行状态 故障状态 恢复状态 正常状态 警戒状态 紧急状态 预防控制 紧急控制 恢复控制 校正控制 Date35 电力系统控制（发电机） Date36 稳定性的设计和运行准则 nDL 755-2001 电力系统安全稳定导 则，2001年 nGuide on Security and Stability for Power System Date37 电力系统安全稳定导则 n是为了指导电力系统规划、计划、设计 、建设、生产运行、科学试验中有关电 力系统安全稳定工作而提出的技术标准 。新的电力系统安全稳定导则作为 电力行业的强制性标准由国家经济贸易 委员会于2001年4月28日发布，2001年7 月1日起正式施行。 Date38 电力系统安全稳定导则 前言 1范围 2保证电力系统安全稳定运行的基本 要求 2.1 总体要求 2.2 电网结构 2.3 无功平衡及补偿 2.4 对机网协调及厂网协调的要求 2.5 防止电力系统崩溃 2.6 电力系统全停后的恢复 3电力系统的安全稳定标准 3.1 电力系统的静态稳定储备标准 3.2 电力系统承受大扰动能力的安全稳 定标准 3.3 对几种特殊情况的要求 4电力系统安全稳定计算分析 4.1安全稳定计算分析的任务与要求 4.2电力系统静态安全分析 4.3电力系统静态稳定的计算分析 4.4电力系统暂态稳定的计算分析 4.5电力系统动态稳定的计算分析 4.6电力系统电压稳定的计算分析 4.7电力系统再同步的计算分析 5 电力系统安全稳定工作的管理 附录A有关术语及定义 Date39 电力系统的三道防线 n第一道防线是指正常运行方式下的电力系统受 到单一故障扰动后，由继电保护装置正确动作 迅速切除故障，保持电力系统稳定运行和电网 的正常供电。 n第二道防线是指正常运行方式下的电力系统受 到较严重的故障扰动后，继电保护装置正