电力系统稳定.ppt

1、1、电力线路稳定，2010年3月长沙，2、电力线路稳定部分，主要介绍电力线路安全稳定核算分析的基本内容、基本要求、核算方法和稳定性标准。 3、稳定核算的目的是，随着中国电力网的发展，特别是超大型区域联系网的形成，中国电力线路的安全稳定问题更加复杂，如区域联系电力线路的动态特性、区域联系电力网的运行控制、接收方系统的电压稳定性、交直流系统的相互影响，以及电力网的安全稳定措施等问题日益突出， 使中国电力线路安全稳定运行，4、对稳定修正运算的要求除了暂态稳定修正运算和再同步修正运算外，还需要完成N-1静态安全分析、电力线路动态稳定(包括小声干扰和大声干扰动态稳定)、电压稳定、频率稳定的修正运算要求。

2、 5、稳定修正分析的总体要求，电力线路安全稳定修正算根据系统具体情况和要求，展开系统的静态安全分析、静态稳定修正算、暂态稳定修正算、动态稳定修正算、电压稳定修正算、频率稳定修正算及再同步修正算，认真、详细分析修正算结果，研究验证系统的基本稳定特性，6、静态稳定：电力线路小暂态稳定：电力线路受到较大声干扰后，各同步电机维持同步运行，转入新的或原来的稳定运行方式的能力。 动态稳定：电力线路受到小干扰作用或大干扰作用后，通过自动调节和控制装置，维持长流程运行稳定性的能力。 如果接受电压稳定作用：的电力线路小或大的声干扰，则系统电压能够维持或恢复在允许范围内，不引起电压崩溃的能力。 再同步：收到电力线

3、路小或大的声干扰后，同步机经过短时间的异步运行过程后恢复同步运行方式。 7、稳定性分类、8、静态稳定性：在实际运行分析中，指系统受到小声干扰后不发生非周期性失稳的工作角稳定性，其物理特性指的是与同步力矩相关的小扰动动态稳定性。 主要用于定义系统的正常运行和事故后运行方式下的静态稳定储备状况。 小声干扰的动态稳定：指系统受到小声干扰后周期性振动失稳的工作角稳定性，其物理特性是指与阻尼力矩相关联的小声干扰的动稳定性. 主要用于分析系统的正常运行和事故后运行方式下的衰减特性。 9、暂态稳定：主要指系统受到较大声干扰后第一、二次晃动的稳定性，确定系统的暂态稳定极限及稳定措施。 其物理特性是指与同步转矩

4、相关的暂态稳定性。 在修正分析中，可以使用固定模型。 大声干扰的动态稳定：主要指系统受到大声干扰后，在系统的动态元件和控制器的作用下，保持系统稳定性的能力，其物理特性指与衰减力矩相关的大声干扰的动稳定性。 主要用于分析系统暂态稳定后的动稳定性。 在修正分析中，必须考虑励磁系统及其附加控制(PSS )、原动机调速电机、电力电子装置等详细的动态元件和控制器的模型。 10、频率稳定性：电力线路发生突然地有功功率声干扰后，系统频率可维持或恢复在允许范围内，不发生频率崩溃的能力。 主要用于研究系统旋转备用容量和次低频减载配置的有效性和合理性，以及机网协调问题。 静态电压稳定：系统受到小声干扰后，系统电压

5、保持或恢复在允许范围内，不会发生电压崩溃的能力。 主要用于定义系统的正常运行和事故后运行方式下的电压稳定储备状况。、11、大声干扰电压稳定：指包括瞬态电压稳定、动态电压稳定和中长期电压稳定在内的电力线路受到大声干扰后，系统不崩溃的能力。 瞬态电压稳定主要用于分析快速崩塌问题，中长期电压稳定主要用于分析响应较慢的动态元件和控制装置产生的电压稳定性，如负载调节变压器(ULTC )、发电机定子和转子的过电流和低激励限制、并联电容器、能够操作电压和频率的二次控制、恒温负载等12、静态稳定计算分析电力线路静态稳定(包括静态工作角稳定和静态电压稳定)计算分析的目的是应用相应的判断标准确定各电力线路负载的运

6、行点的静态稳定性，求出规定方式下的静态输送功率极限和静态稳定储备，验证规定运行方式的静态稳定储备是否满足要求需要对大功率传输线、弱电网联络线、大接收端系统、网络中弱断面等进行静态稳定分析。13、暂态稳定核算分析暂态稳定核算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态下，研究验证系统的暂态稳定性、保证电力网安全稳定的控制策略，并对继电保护和机械人及各种安全稳定措施提出相应的要求。 14、动态稳定修正算法分析动态稳定可分为小的外扰动态稳定和大的外扰动态稳定。 小声干扰的动态稳定是指声干扰量小于一盏茶，并且系统能够用线性化状态方程描述的动态稳定过程。 大声干扰的动态稳定是指声干扰量大到系统必须用非线性方程

7、记述的程度的动态稳定过程。 动态稳定核算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态(包括小声干扰和大声干扰)下，验证系统的动稳定性，确定系统是否存在负衰减或弱阻尼振动模式，系统中敏感断面的潮流控制，提高系统衰减特性的措施，并网单元励磁及其附加控制系统和调速系统的配置和参数、15、电压稳定核算分析电压稳定核算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态下，验证系统的电压稳定性，并对系统的电压稳定控制策略、低压减负载方案、无功补偿配置及各种安全稳定措施提出相应的要求。 16、频率稳定计算分析频率稳定计算的目的是在系统全部或解耦后的局部引起较大有功功率干扰的情况下，对系统的频率稳定性进行校正分析，并对系统的频

8、率稳定控制对策、次低频减负载方案、机网协调对策及各种安全稳定对策提出相应的要求。17、特殊方式包括节日运行方式、主干线路、电压互感器或其他系统的重要因素、设备修订外检修、电力网主要安全稳定控制装置退出、其他对系统安全稳定运行影响较严重的方式。 故障部位和故障类型故障部位选择不利于系统稳定的部位。 线路故障一般应选择线路两侧的变电所出口，电压互感器故障一般应选择高压侧或中压侧出口，发电机出口故障应选择升压高压侧出口。 故障类型请根据电力线路安全稳定指针的要求，根据修正计算的具体需要进行选择。19、线路单相永久故障、三相无故障断路导致系统稳定损坏时，一般采用调整电力网运行方式等方法保证系统稳定，不

9、采取机械断开、负载断开等稳定控制措施。 对于瞬时故障，请不要采取斩首大刀、切断负荷等稳定控制措施，使系统稳定。20、3电力线路安全稳定核算分析的基础条件、3.4.2故障切除时间故障切除时间是从故障开始到空气开关切断的时间，主要包括保护动作时间、中间继电器时间和空气开关全开切断时间等，一般由以下数据选择： (1)220kV线路近故障点侧： 0.12秒远故障点侧： 0.12秒。、21，3电力线路安全稳定核算分析的基础条件、(2)330kV线路近故障点侧： 0.1秒远故障点侧： 0.1秒。 (3)500kV线路附近故障点侧：0.09秒； 远故障点侧：0.1秒。 故障切除时间、母线、电压互感器的故障切

10、除时间由同电压等级线路近端故障切除时间考虑。 对保护和开关工作时间不能满足上述故障切除时间要求的旧设备，进行整改，在整改完成前，其故障切除时间可根据目前的实际情况进行化学基考虑。23、重投入时间重投入时间为故障切除后到空气开关主断口再次投入的时间，主要包括重投入沉淀时间和空气开关固有投入时间。 请根据系统条件、系统稳定的需求等决定。 24、系统运行和系统修订特别需要时，对保护和开关动作时间快的先进设备，应根据设备实际情况适当提高近端故障切除时间， 不可超过以下容许值： 220kV线路近故障点侧： 0.1秒330kV线路近故障点侧： 0.09秒500kV线路近故障点侧： 0.08初始潮流补正计算

11、运行方式安排(1)根据研究的运行方式，考虑发电站的运行停止补正计划、负荷曲线、网络构造等实际情况，进行稳定补正计算的(2)结合实际需要的启动方式和负荷水平，考虑实际可能发生的不利情况，安排潮流纠正方式。 (3)负载的有功功率和无功功率应符合实际。 为了加强对实际负荷的分析，在修正算法中反映出运行中可能发生的不利情况。 负载的功率因数必须根据情况进行验证。 特别关注整流负载等特殊类型的负载。26、(4)有效周转储备和无效储备应满足电力线路安全稳定指针要求。 通常在25以下的实际负荷下决定有效旋转备用。 在满足旋转应用备份容量的基础上，减少启动组。 特别是不要离开空转小组。 在考虑输电侧系统的输电

12、能力时，输电侧系统在考虑行政许可考虑旋转应用备份的接收侧系统丧失较大电源时，必须考虑发送侧系统实际可能的旋转应用备份。 (5)工厂的电功耗一般应考虑负荷，不能直接从发电功率中扣除。 火力发电机组工厂电功耗可酌情确定，水力发电机组可忽略工厂电功耗。27、潮流补正算在运行方式初期潮流补正算时应注意以下问题： (1)无功功率平衡和补偿应电力线路安全稳定指针、电力线路电压和无功功率技术指针的要求，在无功补偿基本层次、分区平衡中避免无功功率在各电压层间流动和长距离输送无功功率。 接收系统还必须考虑一盏茶的动态无效备用容量。 实际运行中不能满足上述要求时，在实际可能发生的不利于系统稳定的情况下进行补正。

13、28、当系统功率下降期间发电机(调通用相机)需要吸收无功功率时，根据制造商的规定或实际试验结果以及实际运行可达到的进相程度，确定用户针织面料吸收无功功率的上限值。 (2)用户针织面料的无效输出必须以实际的最大、最小能力来考虑，根据用户针织面料的实际的PQ曲线设定无效上下限值，当无效达到限制值时，自动地转换为PQ节点。 (3)一般来说，“平衡器”设置在本系统的大容量调频单元针织面料上。 平衡器的有效无功功率不得超过正常范围。 29、初始潮流修正计算结果除需要研究的特定潮流方式外，初始正常潮流修正计算结果在应满足以下要求的： (1)电厂母线电压在0.951.05 p.u.(以平均额定电压为标准)范

14、围内，并且不超出针织面料的无效。 (2)线路及电压互感器均不搭载，满足N-1静态安全要求；(3)无功功率分布符合层次、分区平衡原则。 在不能满足上述要求的情况下，必须通过调节用户针织面料的输出、投下无效补偿装置、调整负载的大小及其功率因数等方法来满足要求，并将所进行的调整作为该方式的运行所需的条件来提出。30、静态安全分析静态安全分析一般采用N-1通断纠正方法，根据研究的潮流方式，逐个截断故障线路、电压互感器等单个零配件，进行潮流纠正，得到N-1断后的潮流分布。 静态安全分析的主要判断标准是N-1断开后的设备过载，系统母线电压不受限制。 如果某些组件关闭，则潮流修正算法可能不收敛。 组件关闭后

15、，本地孤立子系统或关闭，本地系统的有功功率或无功功率的零散前者在网络结构中潮流补正算不收敛后者对系统的稳定性影响大，需要进一步分析、找出原因并采取收敛潮流的措施，关注随后的稳定补正算31、静态安全分析的修正计算主要基于潮流修正计算，基于基本潮流方式，采用高速算法(如补偿算法)进行N-1零配件的开关修正计算，得到N-1后的稳态运行状态，分析N-1后的系统运行状态是否满足各种制约条件，主要确定系统设备是否过载， 指示母线电压是否受到限制的潮流补正算计程仪程序要求自动N-1通断补正算和分析功能。 用户也可以一个一个地分离几个重要的组件，进行潮流修正算法分析。 32、暂态稳定修正运算、暂态稳定修正运算

16、中应考虑的静态要素数学模型主要是包含电力网络方程式的同步发电机的电压方程式负载的静态特性方程式直流线路的电压方程式。 33、暂态稳定计算的数学方法暂态稳定计算分析一般采用基于数值积分的时域仿真计程仪程序，即用数值积分方法求出描述声干扰运动方程的时域解，利用各发电机转子间的相对角度的变化、系统电压和频率的变化，判断系统的稳定性。 34、35、暂态稳定的基准功角暂态稳定基准是，电力网受到较大声干扰后，电力线路各用户针织面料间的功角相对增大，经过第一、第二晃动不会丧失步调。 当分析暂态和动态稳定修正的相对角度摇摆曲线时，马星空卫视系统被认为是稳定的。 (1)多机器复杂系统在锁定中，任何一个两个UE针

17、织面料间的相对角度达到了200以上，但可以随着同步衰减而逐渐稳定化。36，4安全稳定核算的方法和判断标准，(2)在系统振荡过程中，某个小尤针织面料或终端地辖区的小电源不稳定，但主系统和大尤针织面料不稳定； 此时，如果自动断开弯曲的小友针织面料或者终端地辖区的小电源，则认为主系统依然稳定。 (3)接收侧系统的中小型同步通用相机不稳定，但如果系统中的各主要用户针织面料间不稳定，则应认为主要系统稳定。 更换通用相机后，可根据压曲时通用相机出口的最低电压(振荡时的电压最低值)进行处理。 如果该电压过低，则协调通用相机难以再同步，必须采取解耦措施如果该电压过高，则协调通用相机可能会成功进行系统的再同步。

18、 37、暂态稳定校正算法是最普遍的稳定校正算法，在以往的校正算法中，可以采用Eq一定等比较简单的模型。 值得注意的是，在考虑发电机详细模型和励磁、调速等操纵系统模型的修正计算分析中，系统受到较大声干扰后的第一、二摆动的稳定性问题，仍属于暂态稳定的范畴。 暂态稳定的判断标准和暂态稳定控制措施仍然适用。 38、动态稳定电力线路动态稳定修正算分为小扰动动态稳定修正算和大扰动动态稳定修正算。 前者多采用基于电力线路线性化模型的特征值分析法，后者采用基于数值积分的时域仿真方法。 动稳定性的判断标准是衰减扭矩系数或衰减功率系数大于零，即系统动态稳定。系统处于动态不稳定的临界状态，应视为不稳定。、39、小扰动动态稳定运算(1)电力线路小扰动动态稳定运算解析的基本内容是，基于系统特征值修正运算和系统中的主导振动模式的衰减比解析系统中的负衰减或弱阻尼振动模式的模态解析(参加因子解析、特征向量分析、特征值灵敏度解析等)化学基，选定电力线路稳定器的配置方案的电力系统稳定器的参数对于基于(2)特征值的衰减比