电力系统稳定性及振荡

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电力系统

电力系统模型电厂线路负荷变压器变压器实际电网发电机、电网、用户负荷模型腾龙芳烃（漳州）有限公司热电厂DragonAromatics(Zhangzhou)Co.Ltd.Heatandpowerplant

电力系统稳定及分类

电力系统稳定控制原则电力系统运行按《电力系统安全稳定导则》维持电力系统安全稳定运行针对“三级”故障，制定电力系统承受扰动能力的安全稳定“三道防线”，达到“三级标准”的要求

一级标准对应如下故障1、任何线路单相瞬时接地故障重合成功2、同级电压的双回或多回线和环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合3、同级电压的双回或多回线和环网，任一回线三相故障断开不重合4、任一发电机跳闸或失磁；5、受端系统任一台变压器故障退出运行；6、任一大负荷突然变化；7、任一回交流联络线故障或无故障断开不重合；8、直流输电线路单极故障。但对于发电厂的交流送出线路三相故障，发电厂的直流送出线路单极故障，两级电压的电磁环网中单回高一级电压线路故障或无故障断开，必要时可采用切机或快速降低发电机组出力的措施第一道防线对单一元件故障，通过保护、开关及重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，保持电力系统稳定运行和电网的正常供电，其它元件不超过规定的事故过负荷能力，不发生连锁跳闸

一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电第二级标准对应如下故障：1、单回线单相永久性故障重合不成功及无故障三相断开不重合；

2、任一段母线故障；3、同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开；4、直流输电线路双极故障。第二道防线对较严重故障，保护、开关及重合闸正确动作后，通过采取切机和切负荷等稳定控制措施，保持电力系统的稳定运行

安稳控制系统线路过载切机系统二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷

第三道防线及标准对危害到系统稳定性的故障，必须采取措施，把故障电网与主网解列，以防止整个电网崩溃，避免造成长时间大面积停电和对最重要用户(包括厂用电)的灾害性停电，使负荷损失尽可能减少到最小，电力系统应尽快恢复正常运行振荡解列装置：如福建与华东联络线低频、低压减负荷装置第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。第三级标准对应如下故障1、故障时开关拒动；

2、故障时继电保护、自动装置误动或拒动；3、自动调节装置失灵；4、多重故障;5、失去大容量发电厂；电力系统设备的热稳定性设备（发电机、线路、主变、母线等）正常运行功率或电流和事故后短时（30分钟）运行参数不超过允许的范围正常不能超过设备额定载流量，短时不能超过设备的短时载流量。

电力系统的功角稳定性静态稳定电力系统在某一运行点受到小干扰后,不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力，即系统在某运行点能保持稳定运行的能力。（平衡点稳定性）一个动态系统如果能够存在，则它应该是静态稳定的，即系统处于一种平衡状态

（发电机的功角稳定性)

a稳定运行点b不稳定运行点发电机功角特性)

工作在功率曲线的上升部分，系统是静态稳定的；而工作在下降部分，则不稳定。比值大于0时，发电机稳定的（静态功角稳定储备系数)

静态功角稳定储备系数为：式中：Pj、Pz——分别为线路或断面的极限和正常传输功率。（1）在正常运行方式下，对不同的电力系统，按功角判据计算的静态功角稳定储备系数（KP）应为15％～20％。（2）在事故后运行方式和特殊运行方式下，KP不得低于10％。电力系统稳定器(PSS)PSS通过引入附加反馈信号来抑制同步发电机的低频振荡，提高电力系统的稳定性。电力系统稳定器采用改进型的PSS-2A模型，其输入信号为电功率P和角速度信号ω,附加反馈信号为机组的加速功率信号，由电功率信号和转子角频率信号综合而成。发电机的有功功率达到某一设定值时，就可以手动投入电力系统稳定器PSS（此工作必须由专业的操作人员进行），发电机电压则被限制在设置的给定范围内.PSS可以在任意时间手动退出，并且，如果发电机有功功率及电压超出设定值或者与电网解列，PSS将自动退出。PSS框图PSS具有下列辅助功能：

1)自动投切

2)手动投切

3)输出限幅，限幅值为发电机电压标么值的±5%~±10%，可现场整定。

4)故障时自动退出运行。

5)有PSS输出信号的模拟量测量接口以及PSS相加点模拟量信号输入口，方便测量整定PSS特性。稳定性静态稳定静态不稳定阻尼差阻尼好发电机稳定性机电暂态和动态稳定操作或故障后引起的发电机或电动机机械转矩和电磁转矩不平衡，使发电机转子加速或减速，电网发生振荡，如发电机与电网失步、或电网电压失稳、或电网频率失稳，电网失去稳定发电机电磁功率急剧变化大扰动发电机转速变化转子上出现不平衡转矩功角变化功角失稳原理：功角摇摆过程中电压和频率同步变化，出现电压失稳或频率失稳。系统振荡的处理规定如果有投AGC机组应尽快退出AGC，当我厂频率升高（或降低）时，应立即自行降低（或增加）机组出力，使频率下降（或上升），直至振荡消失或频率降至（或升至）49.8HZ为止，如果系统再同步要求频率进一步降低，经省调同意后允许降至49.5HZ为止。在系统发生振荡时，在未接到调度命令前，任何人不得自行手动解列发电机组（有明确规定振荡时允许自行解列机组的除外）。当振荡是机组励磁系统故障导致或系统振荡导致频率或电压下降等威胁厂用电安全时，应立即将厂用电用快切方式切换至由启备变接带；当频率或电压下降严重，导致辅机无法正常工作引起机组或锅炉跳闸则按照事故处理原则进行处理。若强励装置动作时，禁止人为干预。若是同步振荡经过上述处理，振荡会逐渐衰减至消失；若经上述处理振荡仍不见减弱，可能是发生异步振荡应根据调度命令将振荡系统解列再重新并列。当系统振荡消除频率