复杂电力系统运行方式实验.doc

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1、引言潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。通过几十年的发展，潮流算法日趋成熟。近几年，对潮流算法的研究仍然是如何改善传统的潮流算法，即高斯-塞德尔法、牛顿法和快速解耦法。牛顿法，由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化的方法，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了根据直角坐标形式的潮流方程是一个二

2、次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。潮流计算的目的：(1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。(4)预

3、想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。18第一章：电力系统发展概述当今，电力已作为现代社会的主要能源，与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系，供电不稳定，特别是大面积停电事故所造成的经济损失和社会影响是十分严重的，例如2003年的纽约、伦敦和东京大停电事故。因此，对现代电力系统的运行提出了更高的要求，既保证安全、可靠和经济地发供电能，又要求保证合格的供电质量。但是，现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。同时，由于电能的发、送、变、配、用电各个环节是同时进行，这样现代电力系统又是一个复杂的实时动态系统，这个系统除了包括发电、送电

4、、变电、配电和用电设备外，还包括监测系统、继电保护系统、调度通信系统、远动和自动调控设备等组成的二次系统。　　当前的中国已步入大电网、高电压和大机组的时代。随着中国电力系统的日益发展和扩大，电力系统安全稳定问题已成为最重要的问题，越来越突出。解决好电力系统实时安全分析方法和安全稳定控制技术的研究和应用，已成为电力生产、运行、科研和制造部门的重要任务，不管在任何情况下，电力调度运行部门都要把电力系统安全稳定运行放在首位。1.1电力系统安全稳定问题　　电力系统中各同步发电机间保持同步是电力系统正常运行的必要条件，如果不能使各发电机相互保持同步或在暂时失去同步后不能恢复同步运行，这就使电力系

5、统失去稳定。电力系统稳定问题最早应追溯到上世纪初。当同步电机由单机运行发展到与其它同步发电机并列运行后，就出现电力系统稳定问题，特别是在发生故障情况下，有可能使发电机失去同步。电力系统稳定的破坏，往往会导致系统的解列和崩溃，造成大面积停电，所以保证电力系统稳定是电力系统安全运行的必要条件。在电力系统稳定研究中，除了维持发电机间的同步运行的稳定性外，还开展了电力系统的电压稳定和频率稳定性问题的研究。1.2电力系统安全稳定研究   对电力系统而言，安全和稳定都是系统正常运行所不可缺少的最基本条件。安全和稳定是两个不同的基本概念。“安全”是指运行中的所有电力设备必须在不超过它们允许的电压

6、、电流和频率的幅值和时间限额内运行，不安全后果导致电力设备损坏。“稳定”是指电力系统可以连续向负荷正常供电的状态，有三种必须同时满足稳定性要求：18   ①同步运行稳定性；   ②电压稳定性；   ③频率稳定性。   电力系统失去同步运行稳定的后果是系统发生电压、电流、功率振荡，引起电网不能继续向负荷正常供电，最终可导致系统大面积停电；失去电压稳定性的后果，则是系统的电压崩溃，使受影响的地区停电；失去频率稳定性的后果是发生系统频率崩溃，引起全系统停电。1.2.1电力系统稳定分析研究电力系统的同步稳定问题一直是人们研究的重要课题。长期以来，无论是经典的还是现代的电力系统稳定性理论

7、，不论在稳定性机理、数学物理模拟、计算方法，还是在控制技术对系统稳定性的影响方面，主要集中在系统功角稳定性的研究上，并且由于控制理论、计算机技术的飞速发展及其在电力系统中的广泛应用，使得人们对于功角稳定性的研究认识达到了很高的阶段，所取得的理论和实用性成果，对系统安全运行发挥了巨大的作用。  1.2.2电力系统安全分析研究电力系统安全分析包括静态安全分析和动态安全分析，它们是电力系统调度运行工作的一个主要内容。安全分析是指在当