稳定装置现状要求和实现要素4ppt课件

1、目 录1、平安稳定控制安装的现状2、对平安稳定控制安装的技术要求3、实现稳定性预测的三个根本要素4、三个根本要素在稳定性预测中表达举例一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状0 0配置平安稳定控制系统是互联电网平安稳定运配置平安稳定控制系统是互联电网平安稳定运转的技术保证转的技术保证平安稳定控制系统的研制是一项需求多专业协平安稳定控制系统的研制是一项需求多专业协同任务的研讨工程同任务的研讨工程明确对平安稳定控制系统的根本要求与其实现明确对平安稳定控制系统的根本要求与其实现的必要技术条件是做好平安稳定控制系统研讨的必要技术条件是做好平安稳定控制系统研讨的首要义务的首要义务一、平安稳定

2、控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状1 1稳定性监测与预测安装的分类稳定性监测与预测安装的分类间接反映功角的监测安装间接反映功角的监测安装直接丈量功角或角速度的监测安装直接丈量功角或角速度的监测安装 基于能量原理的失步预测基于能量原理的失步预测 一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状2 2 间接反映功角的监测安装间接反映功角的监测安装阻抗型检测安装阻抗型检测安装 丈量振荡中心电压的检测安装丈量振荡中心电压的检测安装 利用电压和电流变化率的监测安装利用电压和电流变化率的监测安装一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状3 3 阻抗电阻型失步判别安装能反映各种缘由呵斥的

3、失步，它受发电机调理系统的影响较小，在预测动态稳定性方面准确性较高，反映电阻分量的安装在区分同步摇摆和失步在灵敏性上较阻抗型略高。反映振荡中心电压的失步预测安装在失步边缘区段灵敏度较高，参与变化率后的安装具有预测功能，能在失步前发出失步信号。反映电流电压变化率的预测安装对于由艰苦扰动引起的失步事故能做出快速预测，有利于采取控制措施，坚持系统稳定。一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状4 4v 纯反映阻抗电阻的失步继电器只能在发电机失步时纯反映阻抗电阻的失步继电器只能在发电机失步时 给给出信号，时间常数不易整定，太小预测作用不强，太大又有误出信号，时间常数不易整定，太小预测作用不强

4、，太大又有误动的危险。动的危险。v 振荡中心电压和功角的简单函数关系是在假定两侧电势相等，振荡中心电压和功角的简单函数关系是在假定两侧电势相等，各元件阻抗角都相等的理想条件下给出的，在实践系统中它不各元件阻抗角都相等的理想条件下给出的，在实践系统中它不能准确跟踪功角的变化，所以存在计算误差。能准确跟踪功角的变化，所以存在计算误差。v 电流电压变化率的预测安装随网络参数的变化电流电压变化率的预测安装随网络参数的变化K K值也在变化，值也在变化，在实践运转中难以确定。在实践运转中难以确定。v 在复杂的电力系统中不能通用，由于它仅能反响系统部分的一在复杂的电力系统中不能通用，由于它仅能反响系统部分的

5、一些信息。些信息。一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状5 5v 直接丈量功角的失步预测直接丈量功角的失步预测 v 直接丈量角速度的失步预测直接丈量角速度的失步预测 v 对这类安装的评价对这类安装的评价v 安装要获得大量的实时参数，数据的丈量和传输需求运用通安装要获得大量的实时参数，数据的丈量和传输需求运用通讯手段，一旦通讯缺点，整个安装都将失灵。讯手段，一旦通讯缺点，整个安装都将失灵。v 这种仅丈量某台发电机的功角或角速度不能构成严厉的失步这种仅丈量某台发电机的功角或角速度不能构成严厉的失步判据，只能经过与一临界功角或临界角速度相比较，而临界判据，只能经过与一临界功角或临界角速

6、度相比较，而临界值在实践中难于确定，由于它剧烈地依赖于缺点前的运转方值在实践中难于确定，由于它剧烈地依赖于缺点前的运转方式、缺点发生的情况以及缺点切除后系统的网络构造。式、缺点发生的情况以及缺点切除后系统的网络构造。 一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状6 6 基于能量原理的失步预测基于能量原理的失步预测基于等面积定那么的失步预测基于等面积定那么的失步预测 基于能量函数的失步预测基于能量函数的失步预测 一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状7 7 对基于能量原理的失步预测安装的评价对基于能量原理的失步预测安装的评价基于等面积定那么的失步预测方案预测速度快，但它仅适

7、用于基于等面积定那么的失步预测方案预测速度快，但它仅适用于单机单机无穷大母线方式。无穷大母线方式。利用利用GPS实测相角提高了相角丈量的精度，可以计及对端电压、实测相角提高了相角丈量的精度，可以计及对端电压、网络参数的变化对功角丈量的影响，但是能否稳定的判别依网络参数的变化对功角丈量的影响，但是能否稳定的判别依然需求预知系统极限能量，而这是难于准确估计的。然需求预知系统极限能量，而这是难于准确估计的。利用有功功率及功率变化量的失步预测安装对某些艰苦扰动引利用有功功率及功率变化量的失步预测安装对某些艰苦扰动引起的失步事故可以快速动作，实际上在扰动瞬间给出预测结起的失步事故可以快速动作，实际上在扰

8、动瞬间给出预测结果。但它仅能反映简单系统中某些暂态稳定破坏事故，在较果。但它仅能反映简单系统中某些暂态稳定破坏事故，在较复杂网络中运用存在一定困难。复杂网络中运用存在一定困难。 一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状8 8 目前采用的方案目前采用的方案离线料想计算，实时匹配：存在失配，自顺应才干很差。离线料想计算，实时匹配：存在失配，自顺应才干很差。在线料想计算，实时匹配：防止了工况的失配问题，可以在线料想计算，实时匹配：防止了工况的失配问题，可以自动顺应系统的开展变化。但对决策分析软件的要求很高，自动顺应系统的开展变化。但对决策分析软件的要求很高，要求其在尽能够短的时间内作出决

9、议。要求其在尽能够短的时间内作出决议。一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状9 9v可行性：GPS的出现和引入电力系统，使得对电力系统具有重要作用的相角丈量得以实现。现代的远间隔通讯才干和任务站技术使我们能得到系统的实时摇摆运动轨迹信息，于是可进展全系统的在线实时性的动态监视，因此必将极大地改善系统暂态稳定预测及控制的程度，为暂态稳定的失稳预测和控制提供新的思绪和方法。v出发点：以系统动态监视的实时轨迹信息为根底，预测系统未来的开展趋势和变化，并快速识别系统的稳定性，对于防止系统的稳定性破坏和快速起动紧急控制将起到关键作用。 基于轨迹信息进展实时预测的可行性基于轨迹信息进展实时预

10、测的可行性一、平安稳定控制安装的现状一、平安稳定控制安装的现状1010 基于系统的轨迹信息,不需预先知道电力网络构造、参数以及负载动力学特性等难以准确获得的知识，所需参数由实时丈量信息获得或计算得到，因此它能更准确地反映系统的真实运转情况。 基于轨迹信息进展实时预测的优点基于轨迹信息进展实时预测的优点1 1、平安稳定控制安装的相对选择性、平安稳定控制安装的相对选择性平安稳定控制安装系统以部分损失平安稳定控制安装系统以部分损失为代价换取全系统稳定运转的全局利益为代价换取全系统稳定运转的全局利益充分利用电力系统本身的抗扰动才干充分利用电力系统本身的抗扰动才干平安稳定控制安装系统投入紧急控平安稳定控

11、制安装系统投入紧急控制后获得的全局利益应远大于所呵斥的制后获得的全局利益应远大于所呵斥的部分损失部分损失为保证平安稳定控制安装系统动作为保证平安稳定控制安装系统动作的选择性，首先应做好平安稳定预测任的选择性，首先应做好平安稳定预测任务务二、平安稳定控制安装的技术要求二、平安稳定控制安装的技术要求12、平安稳定控制措施投入后的真实有效性、平安稳定控制措施投入后的真实有效性投入控制措施的快速性是保证控制有效性的必投入控制措施的快速性是保证控制有效性的必要条件要条件平安稳定控制措施的施加地点、时辰、控制量平安稳定控制措施的施加地点、时辰、控制量应进展协调，才干保证有效性应进展协调，才干保证有效性控制

12、有效性应校核控制有效性应校核二、平安稳定控制安装的技术要求二、平安稳定控制安装的技术要求23、平安稳定控制安装的经济性、平安稳定控制安装的经济性在系统的规划设计阶段同时思索平安稳定控制在系统的规划设计阶段同时思索平安稳定控制系统所获得的效益系统所获得的效益在电力系统正常运转中由于运用平安稳定控制在电力系统正常运转中由于运用平安稳定控制系统所获得的经济效益系统所获得的经济效益平安稳定控制安装系统在系统缺点时维持平安稳定控制安装系统在系统缺点时维持平安稳定运转所产生的效益平安稳定运转所产生的效益二、平安稳定控制安装的技术要求二、平安稳定控制安装的技术要求34、平安稳定控制安装的有限顺应性、平安稳定

13、控制安装的有限顺应性顺应一样不稳定方式下的不同电力系统顺应一样不稳定方式下的不同电力系统顺应启动投入不同的稳定控制措施顺应启动投入不同的稳定控制措施平安稳定控制安装产品典型化、系列化平安稳定控制安装产品典型化、系列化二、平安稳定控制安装的技术要求二、平安稳定控制安装的技术要求45、平安稳定控制安装的高度可靠性、平安稳定控制安装的高度可靠性运用系列平安稳定控制安装的协同配合，简化运用系列平安稳定控制安装的协同配合，简化单个安装的复杂程度，提高控制系统动作的正单个安装的复杂程度，提高控制系统动作的正确性确性采用本地缺点量闭锁和必要的双重化措施保证采用本地缺点量闭锁和必要的双重化措施保证控制系统动作

14、的正确性控制系统动作的正确性利用缺点再现手段评价安装动作的正确性利用缺点再现手段评价安装动作的正确性二、平安稳定控制安装的技术要求二、平安稳定控制安装的技术要求5三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素1以下三种参数决议扰动后系统的稳定性以下三种参数决议扰动后系统的稳定性(1)(1)扰动前系统的运转形状及电机参数扰动前系统的运转形状及电机参数(2)(2)扰动消除后的网络拓扑扰动消除后的网络拓扑(3)(3)扰动对系统产生的影响扰动对系统产生的影响3.1 电力系统的数学模型电力系统的数学模型(1),.,n,i)(GBEEGEPMijijijijjnijiiiiTiii21cos

15、sin12 其中：其中：MiMi，PnPn惯性常数及机械功率。惯性常数及机械功率。对于一个机系统，转子运动方程为：对于一个机系统，转子运动方程为：GijGij、BijBij为为* *i i机与机与* *j j机间的互导、互电纳，机间的互导、互电纳， GiiGii为自为自电导。电导。三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素13.1 电力系统的数学模型电力系统的数学模型(2),.,n,ico-iAPMMPPMTieiii21 BEECGEEDGEPPijjiijijjiijiiiTii,2nijijijijijeiDCP1cossin这里所讲的失步预测，是调查扰动消除后系统的同

16、步稳定性，所这里所讲的失步预测，是调查扰动消除后系统的同步稳定性，所关怀的能否失步，即在范数意义下：关怀的能否失步，即在范数意义下：发电机相对系统角度中心的运动方程为：发电机相对系统角度中心的运动方程为：三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素23.1 电力系统的数学模型电力系统的数学模型(3)0)(tCt系统是稳定的，反之是不稳定的。系统是稳定的，反之是不稳定的。三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素3)(t的获得可以用数值积分，但是受模型、参数的影响；也可以经过PMU同步丈量。共同的问题是对稳定性的判别需求很长时间，普通的判别方法是计算几秒的时段，

17、察看摇摆曲线的开展趋势，当估计出不稳定时，投入控制措施。开展运动系统不稳定的简捷、快速的判据是一个很难的数学问题。三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素4假定扰动消除时辰记为t=0，那么：方程是一组非零初值、非线性常微分方程组。 众所周知，解析解是难以求得的，假设失步预测只关怀系统摇摆的结果，不关怀摇摆的过程，初值即扰动消除时辰角度角速度确定后，方程才有定解，即系统能否稳定才是确定的，才有能够预测系统能否失步。0)0(00 )(3.2 实现平安稳定控制的根本要素(1)明显看出，方程的解与以下要素有关：明显看出，方程的解与以下要素有关：(1)(1)转动惯量转动惯量M M、机

18、械功率、机械功率PTPT、电势、电势E E；(2)(2)自互电导、电纳自互电导、电纳GiiGii、GijGij、BijBij；(3)(3)初值条件初值条件) 0 ()0(,条件1表示各发电机扰动前的运转形状和参数，据扰动前的系统条件可以确定。 条件2由扰动消除后的拓扑和扰动前的负荷形状决 定，不同的元件切除影响各发电机间的自、互导纳。 条件3表示“扰动呵斥系统的位移，包括扰动的地点、种类、继续时间等。三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素43.2 实现平安稳定控制的根本要素(2)系统稳定性的预测就是在充分反映以下条件的根底上：系统稳定性的预测就是在充分反映以下条件的根底上

19、：(1)(1)扰动前系统的运转形状及电机参数；扰动前系统的运转形状及电机参数；(2)(2)扰动消除后的网络拓扑；扰动消除后的网络拓扑；(3)(3)扰动对系统形状呵斥的偏移。扰动对系统形状呵斥的偏移。正确发掘并定量利用以上三者之间的关系，才干正确正确发掘并定量利用以上三者之间的关系，才干正确预测稳定性。预测稳定性。研讨预测原理，就是在寻觅以上三者与稳定性之间的研讨预测原理，就是在寻觅以上三者与稳定性之间的定量关系。定量关系。任何失步快速预测判据假设不充分反映以上三个条件，任何失步快速预测判据假设不充分反映以上三个条件，预测的结果就不会是完全正确。预测的结果就不会是完全正确。三、实现失稳预测的三个

20、根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素53.3 暂态稳定性预测结论得出的时辰v暂态稳定性预测结论得出的最快时辰为最后一次暂态稳定性预测结论得出的最快时辰为最后一次扰动消除时辰。扰动消除时辰。v假设能估计扰动对系统形状呵斥的偏移和网络变假设能估计扰动对系统形状呵斥的偏移和网络变化，稳定性预测结论可以提早得出。化，稳定性预测结论可以提早得出。v暂态稳定性预测是对复杂系统开展过程的结果进暂态稳定性预测是对复杂系统开展过程的结果进展估计，而继电维护是对某元件的形状进展甄别，展估计，而继电维护是对某元件的形状进展甄别，前者要困难得多。前者要困难得多。v，三、实现失稳预测的三个根本要素三、实现失稳预测的三个根本要素6四、三个根本要素在暂态稳定性预测中