电力系统稳定概述1

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1、电压稳定基本概念从80年代以来，电网运行越来越接近于极限状态。主要有几个原因：n环保对电源建设和线路扩建的压力n重负荷区域的用电消费增加n电力市场下的新的系统负荷方式（潮流方式）n。。。无论发达国家还是发展中国家，都存在负荷、线路和电源间的矛盾用户负荷在增加<——>电网扩建却面临着更大的问题由于网络运行在重载情况下，出现了慢速或快速的电压跌落现象，有时甚至产生电压崩溃，电压稳定已成为电力系统规划和运行的主要问题之一。（介绍电压稳定的三本国际性的书籍：）BooksFeatures[CWTAYLOR]Practic

2、alInsight[TVCUTSEM]AnalysisandPracticalInsight[PKUNDUR]BasicIntroduction那么什么是电压失稳？（在国际上，有多种公认的定义。）在这里，我们观察文献[TVCUTSEM]的定义：电压失稳产生于动态的负荷功率的恢复在传输网和发电系统的能力之外。作者进一步解释道：n电压：许多母线的电压发生明显的、不可控的下跌。n失稳：超越了最大的传输功率极限，负荷功率的恢复变得不稳，反面降低了功率的消耗，这是电压失稳的关键。n动态：任何稳定问题与动态有关，可以用微分

3、方程（连续变化）或用差分方程（离散变化）模拟。n负荷：是电压失稳的原动力，因此这一现象也被称为负荷失稳，但负荷不是仅有的角色。n传输网：有传输极限，从基本电工理论就可是到这个结论，这一极限是电压失稳的开始。n发电系统：发电机不是理想的电压源，其模型的准确性对正确的电压稳定十分重要。与电压稳定相关的另一术语是电压崩溃。电压崩溃可能不是电压失稳的最终结果。10电压稳定基本概念无功功率的角色可以注意到上述定义中没有引入无功功率。众所周知，在交流网中，电抗线路占主导，电压控制和无功功率有密切的关系。这里作者的目的是不想

4、过于强调无功功率在电压稳定中的作用。的确，有功功率和无功功率二者同时对电压稳定有重要的作用。作者引用了一个例子，表明电压失稳与无功功率没有因果关系。VttPERRLPo假设电源电压E恒定，控制RL，使功率消耗达到予定值Po：同时，我们知道最大的传输功率发生在RL=R：如果需求的Po大于Pmax,负荷电阻会下降比R更小，电压失稳就会产生了。这个范例虽然没有无功功率，没有功角稳定问题，但具有电压失稳的主要特征。在交流电力系统中，无功功率使得问题变得更复杂，但不是问题的唯一根源。传输有功功率仍然是电力系统的主要功能，

5、而无功功率的传输和消耗也是的电力系统的不可缺少的一部分。电压稳定VS电力系统稳定可以把电压稳定归到一般的电力系统稳定问题，下表显示根据时间域和失稳原因方式进行的分类。我们应该知道，可以用不同的方法对稳定问题进行分类。这里的分类可有效地分别电压稳定与功角稳定的差异。时间发电机驱动负荷驱动快速功角稳定暂态静态快速电压稳定长过程频率稳定长过程电压稳定快速稳定问题：10电压稳定基本概念²暂态功角稳定：无同步力矩，缺乏阻尼²小扰动稳定：缺乏阻尼²短期电压稳定：感应电动机和受控负荷，包括HVDC暂态²功角稳定和快速电压稳定

6、很难分开，负荷（负荷模型）对功角稳定有影响，而发电机（发电机模型）对电压稳定也有作用。长过程稳定问题：²频率问题：主要原因是发电与负荷的不平衡²电压问题：主要原因是发电与负荷的距离，取决于网络结构。传输网G1G212我们先回顾电网传输的基本特性。为了理解的方便，我们利用简单的模型。假设线路是无损耗的。有功和无功的传输取决于线路两端的电压幅值和相角的。其中可计算受电端有：同样送电端有：有功功率传输同时可以观察到最大的传输功率发生在d=900。请注意稳定和不稳定的平衡点（SEP/UEP:Stable/Unstabl

7、eEquilibriumPoint，这是电力系统稳定分析的直接法的二个重要的概念）。对于典型的功率传输和功率角，例如当d=30o，有Sind»d，可近似写作。因此，我们常说有功传输主要取决于功率角度。Problem：在重负荷的情况下，这种“常识”还成立吗？10电压稳定基本概念UEPSEPPd无功功率传输我们对无功功率传输特别感兴趣。如果V1=V2，这时两端发电机同时担任传输有功功率时所需用的无功功率。通常，我们还对二端电压幅值不同感兴趣。当Cosd»1时因此，我们说无功传输主要联决于电压幅值，从较高电压端注下低

8、电压端。但是，这样的假设在重负荷的情况下就不成立了。无功功率不能通过大功角或过大的电压落差而传输，大功角差是由于长输电线（大X）和大功率传输，而电压必须保证在100±5%之内就难了，相比于有功功率，无功功率不可能得以长距离传输。EVIIX减少无功传输的另一个原因是减少有功损耗和无功损耗。减少有功损耗，提高经济性；减少无功损耗，减少无功设备投资。在一些情况下，减少功频过电压是考虑的因素之