现代电网运行技术(第五节).ppt

,NorthChinaElectricPowerUniversity,电力工程系,DepartmentofElectricalEngineering,现代电网运行技术,第二章现代电力系统的稳定问题,电压稳定性的失稳判据可采用实用判据，根据枢纽点母线电压下降幅度和持续时间进行判别，即动态过程中系统枢纽点母线电压下降持续（一般为1秒）低于限定值（一般为0.75p.u.），就认为系统电压失稳。应区别由功角振荡造成的电压严重降低。,第二章现代电力系统的稳定问题,电压稳定性分为两类：即大扰动电压稳定性及小扰动电压稳定性。1）大扰动的电压稳定性是：在发生诸多系统故障，如失去负荷或失去发电机后，系统控制电压的能力,第二章现代电力系统的稳定问题,研究大扰动电压稳定性要考虑变压器带负荷调节分接开关装置动作和发电机励磁电流限制之间相互作用内系统的动态行为，还要考虑符合实际的负荷数学模型，然后用非线性时域仿真进行研究（即暂态稳定或动态稳定分析方法）。,第二章现代电力系统的稳定问题,对于大扰动电压稳定性，虽然用暂态稳定或动态稳定的时域仿真法进行研究，但需要对稳定类型进行判别。,第二章现代电力系统的稳定问题,对于远距离的受端系统，在遭受大扰动后，可能发生由于受端无功功率不足引起的电压稳定问题或由于有功功率不足引起的功角稳定问题，也可能出现频率稳定性问题。如果哪一类稳定性问题起先导作用，则可以认为该类稳定问题是该系统的主要稳定问题。,第二章现代电力系统的稳定问题,对于大扰动电压稳定性问题，应是系统遭受大扰动后，电压大幅度下降，出现电压崩溃，然后再出现功角稳定失步。,第二章现代电力系统的稳定问题,电压在10秒时急剧降低功角在10秒后失步,第二章现代电力系统的稳定问题,电压崩溃在联络线上的特点：伴随着电压崩溃的发生，系统联络线的输送功率出现无功功率的突然增加和有功功率的突然降低。电压崩溃事故后，联络线输送有功功率趋近零，无功功率最大。,第二章现代电力系统的稳定问题,第二章现代电力系统的稳定问题,第二章现代电力系统的稳定问题,联络线上发生电压崩溃时PQ变化的情况,第二章现代电力系统的稳定问题,2）小干扰的电压稳定性是：在系统受到小干扰后，例如负荷逐渐变化的情况下，系统控制电压的能力。,第二章现代电力系统的稳定问题,对于小扰动电压稳定性的研究，一般采用静态电压稳定性的研究方法进行研究。目前所采用的方法有：基于潮流方程的静态分析，特征值分析和基于分岔理论的分析方法。应用较为广泛的是基于潮流方程的静态分析，并考虑发电机有功、无功、励磁限制以及负荷特性的影响。,第二章现代电力系统的稳定问题,基于潮流方程的静态方法为：用一个简单的系统来表示，如图,第二章现代电力系统的稳定问题,第二章现代电力系统的稳定问题,负荷节点的P-V曲线,第二章现代电力系统的稳定问题,对于联络线来说，和功角稳定性相似，大干扰电压稳定极限低于小干扰电压稳定极限。我们计算静态电压稳定极限的目的是为了确定大扰动电压稳定极限运行点的静态电压稳定裕度。电压稳定裕度越高，电压稳定性越好。,第二章现代电力系统的稳定问题,如果大扰动运行极限点距小扰动运行极限点较近，则为小干扰电压稳定性问题增强网架结构，无功补偿。,第二章现代电力系统的稳定问题,根据电力系统安全稳定导则规定，静态电压稳定裕度（储备系数）为：Uz和Ue分别为母线的正常和临界电压正常运行方式下：Kv1015，事故后或特殊的运行方式下，Kv8,第二章现代电力系统的稳定问题,实际上，系统所发生的电压失稳是一个局部问题（频率是整体问题），即在电压稳定性水平最为薄弱的地区开始引发，并逐渐向周围比较薄弱的区域蔓延，严重时才可能引发整个系统的电压崩溃。,第二章现代电力系统的稳定问题,。因此，还需要重点分析在重负荷条件下电压稳定的薄弱环节和薄弱区域。一般有两种分析方法：1）模态分析法；2）灵敏度分析法。,第二章现代电力系统的稳定问题,模态分析可求出各节点对主导电压失稳模式的参与因子，根据参与因子的大小，确定薄弱环节和薄弱区域。参与因子越大，则表明该节点功率的变化对电压稳定性影响越大。,第二章现代电力系统的稳定问题,第二章现代电力系统的稳定问题,灵敏度分析是计算各母线的电压对系统总功率的变化率，即、。根据灵敏度的大小也可确定系统的薄弱点和薄弱区域。变化率越大，灵敏度越高，电压稳定越薄弱。找到引起电压失稳的薄弱点和薄弱区域后，可在这些点和区域先采取有效措施,第二章现代电力系统的稳定问题,第二章现代电力系统的稳定问题,二、电力系统的频率稳定性频率是电力系统运行的一个重要质量指标，它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。,第二章现代电力系统的稳定问题,在电网正常运行情况下，电网各点运行频率相同。当各发电机有功出力满足了全网电力负荷的总需求，并伴随负荷的变化而及时调节时，电网的频率保持在额定频率下运行。如果电力系统的有功功率供大于求，电网的平均运行频率将高于额定值，反之将低于额定值。,第二章现代电力系统的稳定问题,出现频率失去稳定的情况一般是小系统失去大电源。有两种小系统失去大电源的情况。一种是由主系统供应相当大比重的终端系统；另一种是新建立的电网，小系统装设大容量机组,第二章现代电力系统的稳定问题,当失去主系统电源或大机组时，系统的有功功率缺额可能达到50%以上及至100%，这是一种特别严重的情况。我国的运行经验表明，当有功功率缺额过大时，在发生频率崩溃的同时，还可能出现电压崩溃。,第二章现代电力系统的稳定问题,大系统一般不会出现频率崩溃。大机组的出现促使了大系统的形成。,第二章现代电力系统的稳定问题,频率稳定的判据：频率稳定的判据是系统频率能迅速恢复到额定频率附近继续运行，不发生频率崩溃，也不使事件后的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。,第二章现代电力系统的稳定问题,具体标准为：1）在任何情况下的频率下降过程中，应保证系统低频值与所经历的时间，能与运行中机组的自动低频保护和联合电网间联络线的低频解列保护相配合；频率下降的最低值还必须大于核电厂冷却介质泵低频保护的整定值；以及整流系统对频率的要求，并留有一定的裕度。,第二章现代电力系统的稳定问题,2）自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳态频率恢复到正常水平；为了考虑某些难以预计的可能情况，应增设长延时的特殊动作轮，使系统运行频率不致长期悬浮在低于49.0HZ的水平。,第二章现代电力系统的稳定问题,3）因切负荷引起恢复时的系统频率过调，其最大值不应超过51HZ，并必须与运行机组的过频率保护相协调，且留有一定裕度，避免高度自动控制的大型汽轮机组在过频率过程中的可能误断开，进一步扩大事故。,第二章现代电力系统的稳定问题,频率稳定研究的目的：当系统的全部或解列后的局部出现较大的有功功率扰动造成系统频率大范围波动时，需对系统的频率稳定性进行计算分析，并对系统的频率稳定控制对策、低频减负荷方案、机网协调策略以及各种安全稳定措施提出相应的要求。,第二章现代电力系统的稳定问题,为了防止系统发生频率崩溃事故，造成系统全停，在电力系统中配置了专门的低频和过频保护：1）发电机的低频解列装置300MW机组47.5HZ30秒延时跳闸一般还配备小机组600MW机组47.5HZ9秒延时跳闸一般还配备小机组在大型发电厂中，有2.5万kW左右的