机网协调运行——刘文颖

1、North China Electric Power University电气与电子工程学院电气与电子工程学院 新能源电力系统分析专题新能源电力系统分析专题 新能源电力系统机网协调新能源电力系统机网协调 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行第二章第二章 新能源电力系统机网协调新能源电力系统机网协调第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行一、机网协调运行的重要性一、机网协调运行的重要性 电力系统是由发电厂、输电、变电和用电三部分电力系统是由发电厂、输电、变电和用电三部分组成的。因此，电力系统的稳定性是由发电、输电、组成的。因此，电力系统的稳定性是由发电、输

2、电、变电和用电的稳定性来共同实现的，缺一不可。电力变电和用电的稳定性来共同实现的，缺一不可。电力系统的稳定性不但和电网的结构、运行方式的安排有系统的稳定性不但和电网的结构、运行方式的安排有关，而且和发电机控制系统的参数有重要关系。提高关，而且和发电机控制系统的参数有重要关系。提高电力系统稳定性必须机网协调运行。电力系统稳定性必须机网协调运行。第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行什么是机网协调？什么是机网协调？1 1、发电机的各种调节系统、保护装置，如发电机的、发电机的各种调节系统、保护装置，如发电机的调速系统、励磁系统、失磁保护、失步保护、过电压调速系统、励磁系统、失磁保

3、护、失步保护、过电压保护、低电压保护、频率保护等，应适应电网运行方保护、低电压保护、频率保护等，应适应电网运行方式的变化，并与自动装置达到最佳配合，从而保证整式的变化，并与自动装置达到最佳配合，从而保证整个电网的安全稳定性。个电网的安全稳定性。2 2、电网各种电气设备和保护装置、安全自动装置或、电网各种电气设备和保护装置、安全自动装置或安全自动控制系统，应和发电机的各种调节系统、保安全自动控制系统，应和发电机的各种调节系统、保护装置相配合，从而最大限度的保证发电机的安全运护装置相配合，从而最大限度的保证发电机的安全运行。行。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 第一章第

4、一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 2003年美国、加拿大年美国、加拿大“8.14”大停电引发了世大停电引发了世界范围内对于防止大电网大面积停电的研究热潮。界范围内对于防止大电网大面积停电的研究热潮。事后分析表明，由于厂网协调的继电保护和安全稳事后分析表明，由于厂网协调的继电保护和安全稳定控制系统不健全，使得在系统电压下降时，许多定控制系统不健全，使得在系统电压下降时，许多发电机组很快退出运行，加剧了电压崩溃的发生。发电机组很快退出运行，加剧了电压崩溃的发生。因此，为了保证电网在大扰动下仍能正常运行，需因此，为了保证电网在大扰动下仍能正常运行，需要加强机网协调能力和抗风险性能。

5、要加强机网协调能力和抗风险性能。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行二、电力系统的机网协调运行二、电力系统的机网协调运行1、机网协调提高频率稳定性、机网协调提高频率稳定性 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。电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。 在电网正常运行情况下，电网各点运行频率相同。当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

6、定频率下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。行频率将高于额定值，反之将低于额定值。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行频率稳定的判据：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，也不使事故频率附近继续运行，不发生频率崩溃，也不使事故后的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。后的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。 第一章第一章

7、电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 1999 1999年年8 8月月5 5日日2020：2727分，青海李家峡电厂两分，青海李家峡电厂两回出线因暴雨倒杆，双回线断线跳闸。当时李家回出线因暴雨倒杆，双回线断线跳闸。当时李家峡电厂发电有功功率峡电厂发电有功功率500MW500MW，电网总负荷，电网总负荷9100MW9100MW。李家峡电厂跳闸后，甩负荷李家峡电厂跳闸后，甩负荷500MW500MW，系统频率由，系统频率由50HZ50HZ下降到下降到49.6HZ49.6HZ，频率降低，频率降低0.4HZ0.4HZ，即：求该，即：求该系统的单位调节功率。系统的单位调节功率。 第一章第一章 电力

8、系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行1）电网侧低频切荷时间与机组最低运行频率相配）电网侧低频切荷时间与机组最低运行频率相配合合 在任何情况下的频率下降过程中，应保证系统低频值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，能使运行中机组的自动低频保护与电网的与所经历的时间，能使运行中机组的自动低频保护与电网的低频保护相配合；频率下降的最低值还必须大于核电厂冷却低频保护相配合；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。留有一定的裕度。 第一章第一章 电力系统的机网协

9、调运行电力系统的机网协调运行 发电机的低频解列装置发电机的低频解列装置 300MW300MW机组，机组，47.5HZ47.5HZ，3030秒延时跳闸，一般还配备小机组。秒延时跳闸，一般还配备小机组。 600MW600MW机组，机组，47.5HZ47.5HZ，9 9秒延时跳闸，一般也配备小机组。秒延时跳闸，一般也配备小机组。 在大型发电厂中，有在大型发电厂中，有2.52.5万万kWkW左右的小机组，在系统解列左右的小机组，在系统解列后，该小机组可以保住厂用电的重要负荷。后，该小机组可以保住厂用电的重要负荷。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 电网设有按频率降低自动减负荷

10、（低频减载）电网设有按频率降低自动减负荷（低频减载）装置。装置。 在电力系统中，对于有可能发生功率缺额的电网（可能在电力系统中，对于有可能发生功率缺额的电网（可能是全网，也可能是局部电网），配置有按频率降低自动减是全网，也可能是局部电网），配置有按频率降低自动减负荷装置（简称低频减负荷或叫低频减载装置），并保证负荷装置（简称低频减负荷或叫低频减载装置），并保证在任何可能的情况下，低频切荷的低频定值和切荷时间必在任何可能的情况下，低频切荷的低频定值和切荷时间必须和大机组的低频保护相配合，并留有一定的裕度，以保须和大机组的低频保护相配合，并留有一定的裕度，以保证在发生突然意想不到的事故造成有功功率

11、缺额时，能迅证在发生突然意想不到的事故造成有功功率缺额时，能迅速使系统频率恢复到接近额定值。速使系统频率恢复到接近额定值。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 如我们前面讲的，大机组低频保护为如我们前面讲的，大机组低频保护为47.5HZ47.5HZ，延时延时9 9秒跳开，低频切荷的低频值应大于秒跳开，低频切荷的低频值应大于47.5HZ47.5HZ，延时时间小于延时时间小于9 9秒。目前我国电网侧一般低频值切秒。目前我国电网侧一般低频值切荷为荷为49-48HZ49-48HZ，延时，延时0.20.2秒，以保证系统事故时先秒，以保证系统事故时先切负荷，保证大机组联网运行。切负

12、荷，保证大机组联网运行。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行具体切荷轮次具体切荷轮次n4948Hz 级差 0.2Hz 延时0.2sn49 Hz 0.2sn48.8 Hz 0.2sn48.6 Hz 0.2sn48.4 Hz 0.2sn48.2 Hz 0.2sn48.0 Hz 0.2sn49 Hz 20s 特殊轮 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 对于带有大型同步电动机负荷的变电站对于带有大型同步电动机负荷的变电站要增设频率变化率闭锁和低电压闭锁功能，要增设频率变化率闭锁和低电压闭锁功能，避免低频减载装置的误动作。避免低频减载装置的误动作。 第一章

13、第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 事例：事例： 如图变电站供电的两回线路，正常运行时一条如图变电站供电的两回线路，正常运行时一条线路断开备用，一条线路供电。线路断开备用，一条线路供电。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 当供电线路三相重合闸重合后，变电站已无运当供电线路三相重合闸重合后，变电站已无运行负荷，这就是低频减载装置的误动作。在此种情行负荷，这就是低频减载装置的误动作。在此种情况下，况下， 很大，很大，U很小，采用很小，采用 某一值，某一值，U某值，某值，使低频减载装置不动作，可有效地防止低频减负荷使低频减载装置不动作，可有效地防止低频减负

14、荷装置的误动作。装置的误动作。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行2）低频切荷与发电机低频自启动相配合）低频切荷与发电机低频自启动相配合 对于可能发生功率缺额的电网，除了采用对于可能发生功率缺额的电网，除了采用低频切负荷装置外，如果有性能较好的中小型低频切负荷装置外，如果有性能较好的中小型水电机组（无振动区或振动区较小），可在这水电机组（无振动区或振动区较小），可在这些电厂加装低频自启动装置些电厂加装低频自启动装置。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 若发生有功功率缺额时，部分装有自启若发生有功功率缺额时，部分装有自启动装置的机组正处于备用状态

15、，则根据设定动装置的机组正处于备用状态，则根据设定值自行启动，以减少电网有功功率缺额。目值自行启动，以减少电网有功功率缺额。目前应用的整定值是前应用的整定值是48HZ，0.5秒启动（较低秒启动（较低频减载最后一轮延时时间长频减载最后一轮延时时间长0.3秒）。秒）。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 电网增设电网增设48HZ47.5HZ48HZ47.5HZ之间切荷轮数之间切荷轮数 电厂加装低频自启动装置电厂加装低频自启动装置 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行3）电源侧高频切机与电网侧低频切荷量相配合）电源侧高频切机与电网侧低频切荷量相配合（1

16、1）电源侧高频切机装置）电源侧高频切机装置 5152HZ 5152HZ 经延时跳闸经延时跳闸 （联络线故障，大机组（联络线故障，大机组的功率送不出去或低频减负荷装置过切负荷）。如的功率送不出去或低频减负荷装置过切负荷）。如果切机不成，还有过速切机，这是最后一道防线果切机不成，还有过速切机，这是最后一道防线。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行（2 2）电网侧因切负荷引起恢复时的系统频率）电网侧因切负荷引起恢复时的系统频率过调，其最大值不应超过过调，其最大值不应超过51HZ51HZ，并必须与运行机，并必须与运行机组的过频率保护相协调，且留有一定裕度，避免组的过频率保护相协

17、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可高度自动控制的大型汽轮机组在过频率过程中可能误断开，进一步扩大事故。能误断开，进一步扩大事故。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 4 4）自动发电控制）自动发电控制/ /经济调度（经济调度（AGC/ED)AGC/ED) AGC/EDAGC/ED的作用是：在电力系统稳态运行时，通的作用是：在电力系统稳态运行时，通过调节发电机的功率来调节系统频率和联络线的交过调节发电机的功率来调节系统频率和联络线的交换功率。换功率。 AGC/EDAGC/ED是根据测量出的系统频率或联络线交换是根据测量出的系统频率或联络线交

18、换功率的实际值同计划值之差来计算出系统所需的调功率的实际值同计划值之差来计算出系统所需的调节量。节量。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行AGC/EDAGC/ED的基本控制目标：的基本控制目标： （1 1）调整发电出力，使电网频率偏差调节到零，）调整发电出力，使电网频率偏差调节到零，从而保持电网频率为额定值。从而保持电网频率为额定值。 （2 2）在各控制区域内分配全网发电出力，使区域间）在各控制区域内分配全网发电出力，使区域间联络线潮流与计划值相等。联络线潮流与计划值相等。 （3 3）在本区域发电厂之间分配发电出力，使区域运）在本区域发电厂之间分配发电出力，使区域运行成

19、本最小。行成本最小。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行AGC主站电厂RTU单机控制系统AGC主站电厂RTU闭环监控系统 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 AGC/EDAGC/ED运行前，系统频率控制为运行前，系统频率控制为50500.2HZ0.2HZ，AGC/EDAGC/ED运行后，系统频率控制运行后，系统频率控制提高为提高为50500.1HZ0.1HZ，大大提高了电力系统的，大大提高了电力系统的电能质量。电能质量。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 5）发电机调频参数对频率稳定性的影响）发电机调频参数对频率稳定性的

20、影响 大容量机组的调频参数主要包括调速器死区和调差系大容量机组的调频参数主要包括调速器死区和调差系数。数。 调速器死区有两个用途：一是当系统中存在小扰动时，调速器死区有两个用途：一是当系统中存在小扰动时，死区的存在可以过滤转速小扰动信号，使机组功率稳定；死区的存在可以过滤转速小扰动信号，使机组功率稳定；二是当设置死区较大时，可以使机组不参与电网一次调频，二是当设置死区较大时，可以使机组不参与电网一次调频，只带基本负荷只带基本负荷。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 调速器死区设置必须在一定的范围内，过小及调速器死区设置必须在一定的范围内，过小及过大都是不合理的。死区过

21、小或是完全没有，轻微过大都是不合理的。死区过小或是完全没有，轻微的频率偏差都会引起调速器动作，会使阀门的调节的频率偏差都会引起调速器动作，会使阀门的调节过分频繁，损害机组；死区过大，在发生较大功率过分频繁，损害机组；死区过大，在发生较大功率缺额时调速器不动作，将影响系统一次调频。缺额时调速器不动作，将影响系统一次调频。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行（1 1）调速器死区越小，最低）调速器死区越小，最低点频率越高。系统的后期点频率越高。系统的后期频率波动较小，并且频率频率波动较小，并且频率能较快的趋于稳定，但稳能较快的趋于稳定，但稳定频率较低。调频死区为定频率较低。调

22、频死区为2r/min2r/min时，最低点频率最时，最低点频率最高。高。（2 2）调速器死区较大的频率）调速器死区较大的频率动态过程波动较大，调频动态过程波动较大，调频死区为死区为6r/min6r/min时，最低点时，最低点频率最低。频率最低。甘肃电网失去800MW发电功率时，600MW机组在不同调频死区下，甘肃电网的频率特性曲线 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 机组参与一次调频死区规定为：机组参与一次调频死区规定为： 发电电机组一次调频死区不大于发电电机组一次调频死区不大于2r/min2r/min（0.033Hz0.033Hz）；）；一次调频负荷响应滞后时间应小于

23、一次调频负荷响应滞后时间应小于3 3秒。秒。 当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间。所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 发电机的单位调节功率标志了随频率的升降发电机组发发电机的单位调节功率标志了随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。机组的调差系数和单位调节功率出功率减少或增加的多寡。机组的调差系数和单位调节功率互为倒数。互为倒数。 由公式可知：系统中的并联运行的各机组的调差系数越由公式可知：系统中的并联运行的各机组的调差系数

24、越小时，系统中一次调频能力就越大。小时，系统中一次调频能力就越大。GiNNiGiPffP1 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行（1）调差系数较大时频率下降较大，）调差系数较大时频率下降较大，调速系统能调出的有功功率较少，调速系统能调出的有功功率较少，但系统的稳定性较好，从图中可以但系统的稳定性较好，从图中可以看出当调差系数为看出当调差系数为6%时，系统频率时，系统频率稳定在稳定在49.66Hz,并很快趋于稳定。并很快趋于稳定。（2）调差系数较小时频率下降较小，）调差系数较小时频率下降较小，能有效的控制频率的下降，但系统能有效的控制频率的下降，但系统的稳定性变差，从图中可

25、以看出当的稳定性变差，从图中可以看出当调差系数为调差系数为2%时，系统频率稳定在时，系统频率稳定在49.93Hz,但需要较长的时间才能趋但需要较长的时间才能趋于稳定。于稳定。 综合分析以上各因素，系统中综合分析以上各因素，系统中参与调频的大容量机组调差系数取参与调频的大容量机组调差系数取4%较为合适。较为合适。 甘肃电网失去800MW发电功率时，在不同调频调差系数条件下，甘肃电网的频率特性曲线 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行2、机网协调提高电力系统暂态稳定性、机网协调提高电力系统暂态稳定性1 1）切机、切负荷的协调实施）切机、切负荷的协调实施 在电力系统发生事故时，

26、协调实施切机、切负荷在电力系统发生事故时，协调实施切机、切负荷措施尤为重要。措施尤为重要。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行河南电网河南电网“ 6.25” 事故事故 2004 2004 年年 6 6 月月 25 25 日豫东南地区川汇变电站日豫东南地区川汇变电站 2 2 号主变停运检修，号主变停运检修，110kV110kV川汇变电站所接隆达电厂川汇变电站所接隆达电厂 1 1 、2 2 号机组总出力号机组总出力 160 MW160 MW，110 kV110 kV系统总用户负荷系统总用户负荷 73 MW, 73 MW, 有有 87 MW87 MW的剩余有功功率通过川汇变电

27、站的剩余有功功率通过川汇变电站 1 1 号主变送往号主变送往 220 kV220 kV系统。系统。 下午豫东南地区天气突变，下午豫东南地区天气突变，出现雷雨大风。出现雷雨大风。19 10 19 10 川川汇变汇变 1 1 号主变中压侧开关及号主变中压侧开关及母联母联 220 220 开关跳闸。开关跳闸。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行事故形成了隆达电厂带事故形成了隆达电厂带 110 kV110 kV系统小网孤网运行的特殊运行方式系统小网孤网运行的特殊运行方式, , 送往送往 220 kV220 kV系统的系统的 87 MW87 MW多余出力约为当时小系统总用电负荷的

28、多余出力约为当时小系统总用电负荷的 120 120 %, %, 出现严重的负荷不平衡，引起出现严重的负荷不平衡，引起110 kV110 kV系统频率迅速上升、系统频率迅速上升、 机组超速。机组超速。1 1号机组在号机组在 23 min23 min内内 OPCOPC（超速保护控制系统）反复动作（超速保护控制系统）反复动作 252 252 次次, 2 , 2 号机组在号机组在 4 min4 min内动作内动作 50 50 次次, , 使机组的调速汽门周期性动作使机组的调速汽门周期性动作, , 频率在频率在 51.5 Hz51.5 Hz至至 49 Hz49 Hz之间频繁波动，以之间频繁波动，以 5

29、s 5 s 的周期进行近乎等幅的剧烈振的周期进行近乎等幅的剧烈振荡荡, , 给小网稳定运行及机组设备安全都造成了严重的威胁。给小网稳定运行及机组设备安全都造成了严重的威胁。至隆达电厂至隆达电厂2 2 号发电机被迫手动解列并手动降低号发电机被迫手动解列并手动降低1 1号发电机出力。号发电机出力。甩负荷甩负荷 88 MW88 MW至总出力至总出力 72 MW72 MW。隆达电厂。隆达电厂 1 1 号机组号机组 OPCOPC动作停止，小动作停止，小网频率恢复稳定。网频率恢复稳定。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行（1）连锁切机和火电机组压出力）连锁切机和火电机组压出力 保证

30、电力系统同步运行稳定性的最根本的前提是，在保证电力系统同步运行稳定性的最根本的前提是，在任何情况下包括在故障后的电网结构下，保证线路的传输任何情况下包括在故障后的电网结构下，保证线路的传输能力总是大于系统通过它实际传输的功率。能力总是大于系统通过它实际传输的功率。 连锁切机实际上是为了保证线路的传输能力总是大于连锁切机实际上是为了保证线路的传输能力总是大于系统通过它传输的最大功率。系统通过它传输的最大功率。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 如水电厂经双回线远距离向负荷中心送电，如水电厂经双回线远距离向负荷中心送电，要考虑一回线故障跳开连锁切机（一般都装有连要考虑一回

31、线故障跳开连锁切机（一般都装有连锁切机）。如系统调节能力不够，应切掉相应的锁切机）。如系统调节能力不够，应切掉相应的负荷。负荷。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 事例事例1： 如图：当一回线三相跳开，同时连锁切一台机。如图：当一回线三相跳开，同时连锁切一台机。 对于火电机组，由于切机对锅炉和汽轮机的冲击较大，对于火电机组，由于切机对锅炉和汽轮机的冲击较大，一般采用多台机组压出力和受端切负荷来降低联络线的传输一般采用多台机组压出力和受端切负荷来降低联络线的传输功率。功率。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 事例事例2： 当当330KV330K

32、V线路故障跳开，两回线路故障跳开，两回220KV220KV线路过负荷，需要远线路过负荷，需要远切发电厂机组和受端切负荷。切发电厂机组和受端切负荷。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行（2）当系统失去一个大电源时，要迅速切除电源）当系统失去一个大电源时，要迅速切除电源附近相当于电源容量的集中负荷（一般采用联切附近相当于电源容量的集中负荷（一般采用联切方式），以保证系统的稳定运行。方式），以保证系统的稳定运行。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行2 2）电气制动（多余功率，发电机又不能切）电气制动（多余功率，发电机又不能切） 电气制动是指在故障切除后

33、，在电厂母线上短时间投电气制动是指在故障切除后，在电厂母线上短时间投入一电阻，以吸收发电机组因故障获得的加速能量，使发电入一电阻，以吸收发电机组因故障获得的加速能量，使发电机组在故障切除后得以快速减速，从而减小最大摇摆角。达机组在故障切除后得以快速减速，从而减小最大摇摆角。达到在不切发电机的前提下提高稳定水平的目的。到在不切发电机的前提下提高稳定水平的目的。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 即当系统发生大干扰时，施加一个人工的电气即当系统发生大干扰时，施加一个人工的电气负荷，增加发电机的电磁功率，降低转子的加速度。负荷，增加发电机的电磁功率，降低转子的加速度。 电气

34、制动一般在故障发生后的电气制动一般在故障发生后的0.50.5秒投入并联电秒投入并联电阻器，以降低附近发电机的加速功率和尽快消弱故阻器，以降低附近发电机的加速功率和尽快消弱故障时获得的动能。障时获得的动能。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 美国美国BPA电力管理局已采用这种方案加强太平电力管理局已采用这种方案加强太平洋西北电网故障时的暂态稳定性，在其管辖的太平洋西北电网故障时的暂态稳定性，在其管辖的太平洋西北部电网内一个电厂安装了洋西北部电网内一个电厂安装了1400MW，240kV分组投切的制动电阻。该电阻器是由很粗的不锈钢分组投切的制动电阻。该电阻器是由很粗的不锈钢

35、丝缠在三个水泥塔上而构成的。丝缠在三个水泥塔上而构成的。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 3、机网协调提高动态稳定性、机网协调提高动态稳定性 系统出现动态不稳定性最典型的特征就是出现不衰减的系统出现动态不稳定性最典型的特征就是出现不衰减的电磁振荡现象。随着互联电网的不断增大和大容量机组的投电磁振荡现象。随着互联电网的不断增大和大容量机组的投入运行，动态不稳定问题越来越引起人们的关注。动态不稳入运行，动态不稳定问题越来越引起人们的关注。动态不稳定现象在我国和国际上的电力系统中都多次发生过。定现象在我国和国际上的电力系统中都多次发生过。 第一章第一章 电力系统的机网协调

36、运行电力系统的机网协调运行 事例：事例：1983年年5月月21日，葛洲坝日，葛洲坝1、3、5机组在机组在一条母线上运行。如图：一条母线上运行。如图：180-350MW区间摆动数分钟。区间摆动数分钟。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 事故前双回线输送功率事故前双回线输送功率400MW，当一回联络线单相永久，当一回联络线单相永久故障时联切故障时联切1机，另一回非故障线路输送功率机，另一回非故障线路输送功率230MW（如（如果按保持规定的静态稳定储备考虑，事故后静稳最大输送功果按保持规定的静态稳定储备考虑，事故后静稳最大输送功率率250MW）。）。 但实际上，在一回线故障

37、，另一回线送但实际上，在一回线故障，另一回线送230MW的情况下，的情况下，非故障相线路输送功率在非故障相线路输送功率在180-350MW区间摆动数分钟。区间摆动数分钟。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 随后，运行人员将一回线功率调整到随后，运行人员将一回线功率调整到223MW，线路功，线路功率仍然摆动，将线路输送功率再降低率仍然摆动，将线路输送功率再降低20MW至至203MW，功，功率摆动结束。这说明存在负阻尼，发生了动态不稳定现象。率摆动结束。这说明存在负阻尼，发生了动态不稳定现象。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 产生动态不稳定的根

38、本原因是由于系统的阻尼力矩减弱，产生动态不稳定的根本原因是由于系统的阻尼力矩减弱，当系统发生大的或小的扰动引起系统振荡，均因之而使振荡当系统发生大的或小的扰动引起系统振荡，均因之而使振荡逐渐发散（增幅失步）或者引起系统间的解列。或者由于系逐渐发散（增幅失步）或者引起系统间的解列。或者由于系统中某些发电机参数的非线性以及继电保护、安全自动装置统中某些发电机参数的非线性以及继电保护、安全自动装置非协调动作而使振荡的幅值最终趋于某一值（等幅振荡）。非协调动作而使振荡的幅值最终趋于某一值（等幅振荡）。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 提高动稳定的措施：提高动稳定的措施：1

39、1）在电网侧采取措施（如）在电网侧采取措施（如增强网架结构、减少重负荷输电线路的输送功率、增强网架结构、减少重负荷输电线路的输送功率、采用串联补偿电容、减小送、受端的电气距离等）；采用串联补偿电容、减小送、受端的电气距离等）；在电源侧目前最有效的措施是在发电机电压调节器在电源侧目前最有效的措施是在发电机电压调节器的输入回路增加的输入回路增加PSSPSS装置（电力系统稳定器，装置（电力系统稳定器，Power Power System StabilizerSystem Stabilizer）。）。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 对于对于PSSPSS运行值的整定，需要和

40、电网运行密切配合，运行值的整定，需要和电网运行密切配合，最好用现场测试的方法。如果现场测量做不到，可以进行最好用现场测试的方法。如果现场测量做不到，可以进行数字仿真，但要准备在现场安装以后能够调节数字仿真，但要准备在现场安装以后能够调节PSSPSS的参数。的参数。通常是在电机的自然振荡频率和互联电力系统的主要振荡通常是在电机的自然振荡频率和互联电力系统的主要振荡频率之间的范围内，使频率之间的范围内，使PSSPSS的参数为最佳值。的参数为最佳值。 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行 第一章第一章 电力系统的机网协调运行电力系统的机网协调运行PSSPSS的简要原理是在发电机电压调节器的输入回路中引入的简要原理是在发电机电压调节器的输入回路中引入能反应发电机转速变化的附加环节，并做到发电机端电压的能反应发电机转速变化的附加环节，并做到发电机端电压的变化，能够与转速变化同相，使变化，能够与转速变化同相，使增加时，发电机端电压增加时，发电机端电压增加。增加。 而当定子电流不变时，发电机机端电压增加，发电机输而当定子电流不变时，发电机机端电压增加，发电机输出电磁功率增加；电磁功率增加，原动机功率不变时，发电出电磁功率增加；电磁功率增加，原动机功率不