电网调度自动化（第二章稳定问题动态稳定频率）课件

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1、NorthChinaElectricPowerUniversity电气与电子工程学院电网调度自动化第二章现代电力系统的稳定问题（三）电力系统的动态稳定性电力系统动态稳定性是指：电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程运行稳定性的能力。暂态稳定是指电力系统受到大干扰后，各同步发电机间保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。静态稳定：电力系统的静稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，能够自动恢复到原平衡状态的能力。第二章现代电力系统的稳定问题电力系统动态稳定性是电力系统功角稳定的另一种形式，通常指电力系统受扰动后，不

2、发生发散振荡或持续的振荡。动态稳定的判据是在电力系统受到小的或大的扰动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角和输电线路功率呈衰减状态，电压和频率能恢复到允许的范围内。第二章现代电力系统的稳定问题第二章现代电力系统的稳定问题动态稳定研究分析的目的是：在给定运行方式和故障形态（包括小扰动和大扰动）下：1）对系统的动态稳定性进行校核，确定系统中是否存在负阻尼或弱阻尼振荡模式。2）研究系统中敏感断面的潮流控制以及提高系统阻尼特性的措施。3）研究并网机组励磁及其辅助控制系统和调速系统的参数优化以及对各种安全稳定措施提出相应的要求。第二章现代电力系统的稳定问题《电力系统安全稳定导则》规定，电力系统

3、在下列情况下，应作长过程的动态稳定分析：1）系统中有大容量水轮发电机和汽轮发电机经较弱联系并列运行。2）采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调节措施。3）有大功率周期性冲击负荷。4）电网经弱联络线路并列运行。5）分析系统事故有必要时。第二章现代电力系统的稳定问题第二章现代电力系统的稳定问题第二章现代电力系统的稳定问题第二章现代电力系统的稳定问题第二章现代电力系统的稳定问题对于动态稳定计算分析中，发电机模型要考虑同步发电机的励磁调节系统和调速系统，各种自动调节、自动控制系统的动作特性及负荷的电压和频率动态特性。第二章现代电力系统的稳定问题动态稳定包括长期稳定和中期稳定。长期稳定和中期

4、稳定二词在电力系统稳定的文献中是相当新的，它是随着互联网的逐步扩大而出现的新的研究课题。第二章现代电力系统的稳定问题他们被引入是由于需要研究电力系统遭受严重扰动后动态响应问题的结果。严重的系统扰动对电压、频率和潮流的额定值造成很大的偏离，因而引起慢过程控制和保护的动作，这在通常的暂态稳定研究中是不考虑的。第二章现代电力系统的稳定问题长期稳定集中研究的是伴随大规模的系统扰动而产生的较慢的和长期的现象，以及所造成的大的持续的发电和用电有功功率和无功功率的不平衡问题。长期稳定性研究的时段一般是：几分钟或几十分钟。第二章现代电力系统的稳定问题中期稳定的研究，集中于发电机之间的同步振荡，包括

5、一些较慢现象的作用以及大的电压或频率的可能偏离等。中期稳定性研究的时段一般为10秒至几分钟。第二章现代电力系统的稳定问题中期稳定性和长期稳定性除了时间段的不同外，关于动态描述也有区别。长期稳定研究的目的是长时间的有功功率和无功功率的不平衡问题。而中期稳定性研究的是发电机之间的同步振荡。第二章现代电力系统的稳定问题长期稳定通常与系统遭受大扰动包括那些超出系统正常设计标准的故障方式下的系统响应有关。这通常引起逐级连锁反应故障并将系统解列为几个分开的孤岛，每一岛中的发电机保持同步。第二章现代电力系统的稳定问题这种情况下稳定问题是每一岛是否能在损失负荷最小的条件下达到一个可接受的平衡状态。

6、在极端的情况下，系统和机组保护作用可能组合成相反的不利情况，使岛的全部或部分崩溃。第二章现代电力系统的稳定问题中长期稳定性分析应模拟详细的发电机模型、负荷模型、继电保护和安全自动装置的动作。第二章现代电力系统的稳定问题现代电网发展的过渡阶段，可能会出现以下情况：1）系统中有大容量水轮发电机和汽轮发电机经较弱联系并列运行。2）采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调节措施。4）电网经弱联络线路并列运行。第二章现代电力系统的稳定问题对于动态稳定分析方法一般分为时域、频域两大类分析方法：1、频域分析方法1）特征值分析方法特征值分析方法是进行电力系统小干扰动态稳定研究的一种经典频域方法，它在

7、系统运行点附近将系统进行线性化，形成系统状态方程矩阵，进而求的特征根，分析系统振荡的模式、模态和灵敏度。第二章现代电力系统的稳定问题特征根以共轭对的形式出现：一个特征根相应于一个振荡模式。特征根的实部表示系统对震荡的阻尼，而虚部对应振荡的频率。负实部表示系统对该振荡模式具有正阻尼，其时间响应为衰减振荡，其绝对值越大，表示衰减越快；；零实部表示对该振荡模式具有零阻尼，其时间相应为等幅振荡；正实部表示系统对该振荡模式具有负的阻尼，其响应时间为增幅振荡。第二章现代电力系统的