电力系统稳定控制方式研究

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1、电力系统稳定控制方式研究摘要：现代科技的飞速发展，对于电力系统的稳定性研究问题也越来越重要，本文从电力系统稳定的定义及分类、稳定控制系统的基本模式以及实现电力系统稳定控制手段三方面进行研究。关键词：电力系统；稳定；控制模式十一五期间，我国以新增4.3亿千瓦的电力装机跃居世界第一的电网规模，展示了我国电力系统是如何成为国民经济发展的引擎。在现代化的运输体系中，我国电网企业在物联网中率先起步，以特高压长距离输送能源的方式，实现了整体运输效能的最优组合，创造了最大的综合效益。在特高压领域，我国电网企业己经成为世界电网企业的领

2、跑者；在开发具有信息化、口动化和灵活特性的智能电网方面，我国电网企业或将成为世界标准的制定者；由此可见，无论是“十二五”的投资规模还是科技水平，我国电网以其巨大规模正在实现弯道超车。本文重点就电力系统安全稳定控制进行了探讨。1电力系统稳定的定义及分类1EEE/C1GRE稳定定义联合工作组于2004年给出了新的电力系统稳定定义和分类报告。报告中这样定义：电力系统稳定性是指在给定的初始运行方式下，一个电力系统受到物理扰动后仍能够重新获得运行平衡点，且在该平衡点大部分系统状态暈都未越限，从而保持系统完整性的能力。IEEE/C

3、IGRE稳定定义联合工作组将电力系统稳定分为功角稳定、电压稳定和频率稳定3大类及其众多的子类。1）功角稳定功角稳定是指互联系统屮的同步发电机受到扰动后保持同步运行的能力。系统受到扰动后，可能使线路上的输送功率超过它的极限，送端发电机与系统失去同步，造成发电机与系统解列或系统瓦解。2）电压稳定IEEE/CIGRE稳定定义联合工作组于2004年给出了新的电压稳定性的定义：在给定的初始运行状态下，电力系统遭受扰动后系统中所有母线维持稳定电压的能力，它依赖于负荷需求与系统向负荷供电之间维持平衡的能力。3）频率稳定频率稳定是指电

4、力系统受到严重扰动后，发电和负荷需求出现大的不平衡，系统仍能保持稳定频率的能力。2稳定控制系统的基本模式稳定控制系统按其信息采集、传递和控制决策方式的不同主要有以下儿种控制模式。a.就地控制模式。简单的联切、遥切方式，就地型稳定控制装置单独安装在各个厂站,相互之间不交换信息，只能根据就地信息进行判別和切换，解决本厂站母线、主变或出线故障时出现的问题。我国早期使用的稳定控制装置一般为分散就地设置的简单装置。这些装置在提高电网输送能力、保证系统稳定及防止事故扩大等方而发挥了重要作用，并取得了很好的经济效益和社会效益。b.集

5、中控制模式。控制系统拥有独立的通讯系统和数据采集系统，控制屮心设在调度屮心，实时检测系统的运行状态,并根据系统的状态改变故障情况、制定控制策略表并发出控制命令,实施全系统的稳定控制。其特点是需要大量的系统信息,在全面掌握系统运行情况的基础上进行实时控制，但这种模式硕件投资大，控制策略表比较难确定，对远距离通讯的可靠性、快速性要求很高。c.区域控制模式。区域型稳定控制是为解决一个区域电网的稳定问题而安装在2个以上厂站的稳定控制装置，经通道和通讯接口设备联系在一起组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息、传送控制命令，在较大

6、范围内实现稳定控制。区域稳定控制按决策方式可分为分散决策与集中决策两种方式。区域稳定控制系统一般设1个主站、儿个子站。主站负责汇总各站运行工况信息，识别区域电网的运行方式，并将有关运行方式的信息传送到各个子站。图1给出了稳定控制的分类示意图。系统穩定控制集中型单站稳分敵决策方式集中决策方式琳闸联切方式低压减载图1稳定控制分类示意图区域控制模式的特点是所需信息量少，控制相对简单,但安全稳定控制系统只能根据采集到的本区域信息和离线讣算分析所制定的策略进行分析判断，只能在一定方式下保证系统的安全稳定性。当系统运行变化较大时，

7、需现场人为干预，修改定值。3实现电力系统稳定控制手段2.1基于线性模型的研究方法这种控制方法是电力系统稳定控制屮常用的方法，这种方法需要首先对电力系统模型进行线性化的处理，建立电力系统的线性模型。电力系统的线性模型是指将非线性的电力系统模型在某一个点处采用数学方法进行泰勒展开，这样在系统的局部就会产生线性近似化的结果。当电力系统的线性化模型岀现的时候，可以应用很多成熟的线性系统理论，对电力系统进行分析，一些常用的线性系统分析方法，如线性最优、极点配置、变结构方法、线性二次高斯方法，线性H无穷控制等方法。2.2采用非线性

8、控制理论控制稳定性2.2.1利亚普诺夫（Lyapunov）直接法利亚普诺夫（Ly叩unov）直接法，这种方法是建立在原有非线性系统之上，同时还具有非常严格的数学理论基础并且具有很清晰的物理意义。但是这种方法有一个缺点就是没有提供方法如何构造出相应的利亚普诺夫（Lyapunov）函数，而且对于一般的系统中可能存在着很多个利亚普诺夫（