电力系统稳定问题ppt课件.ppt

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1、电力系统稳定问题史真惠主要内容1.电力系统稳定问题的提出2.电力系统稳定性的定义3.电力系统稳定问题的分类4.稳定性与可靠性、安全性之间的关系5.近几年发生的大停电事故21.稳定问题的提出随着电力工业的出现而出现随着电力工业的不断发展而变化单电源系统互联系统有利于地区间电力平衡和经济调度有利于安排机组检修和事故备用容量有利于充分利用水力资源有利于提高供电可靠性有利于提高系统的抗冲击能力，提高供电质量31.稳定问题的提出截至2013年，我国总发电机装机容量已达12.5亿kW，年发电量52451亿kW·h，居世界首位南方电网建成“八交七直”共15条500kV及以上的西电东送大通道，最大输

2、电能力超过3000万kW早期局限于功角稳定系统规模越来越大，电压稳定、频率稳定及区域间震荡等问题引起越来越多的重视——稳定问题的概念需要进一步准确化42.电力系统稳定性的定义当电力系统在某一正常运行状态下受到某种扰动后，凭借系统本身固有的能力和控制设备的作用，恢复到原始稳态运行方式，或者达到新的稳态运行方式的能力。tt05讨论电力系统稳定性是系统维持在平衡点（初始运行状态）周围运动的一种性质实际电力系统不可能绝对的停留在某个状态，各种扰动时刻不停地发生，但系统对扰动的响应应趋向于回到平衡点小扰动：如负荷扰动大扰动：如短路故障、机组切除等6讨论对大扰动，系统的稳定性与扰动类型、地点以及

3、持续时间等因素有关不可能要求系统对所有大扰动维持稳定大扰动下稳定平衡点具有一个有限的吸引域7讨论扰动下系统的响应可能包含很多设备的动作效果短路故障时继电保护的动作将引起电压、电流、功率以及频率的变化电压变化引起发电机和负荷节点处调压设备的动作转速变化将引起调速系统的动作电压和频率的变化引起负荷功率的变化在扰动下保护单一元件的设备可能引起系统结构的弱化，降低系统的稳定8讨论系统稳定：达到新的平衡状态且系统的整体性不被破坏，即几乎所有发电机和负荷都通过一个临近的输电网保持互联部分机组或负荷可能因隔离事故的操作而断开与系统的联系互联系统在严重故障下可能被主动解列9讨论系统不稳定：将导致系统

4、出现解列或崩溃状态转子相对角持续不断上升电压持续不断下降连锁性的机组或线路跳闸系统的重要部分停电10关于稳定的分类分类的目的便于理解系统失稳的机理便于识别系统失稳的原因便于选择合适的分析模型、方法和工具便于发展正确的应对手段注意点失稳现象常常不是纯粹的某一类别，系统一旦以某种形式失去稳定，常常会导致其他形式的失稳现象必须全面考虑系统的稳定问题，对某种稳定问题的解决方案不应以牺牲其他形式的稳定性为代价113.稳定问题的分类短期短期长期短期长期123.1功角稳定（转子角稳定）互联系统中同步发电机在扰动下维持同步的能力。取决于系统中每台发电机维持或恢复其电磁转矩与机械转矩的平衡关系的能力。

5、发电机组的转速由作用在转子上的转矩决定机械转矩：由原动机提供，推动发电机旋转，与发电机旋转方向一致电磁转矩：阻碍发电机旋转，与发电机旋转方向相反转矩平衡转速恒定133.1功角稳定（转子角稳定）影响功角稳定问题的基本因素是同步发电机转子角变化时其电磁转矩的变化方式（功角特性），系统的稳定性取决于转子角的变化量能否产生足够的恢复转矩。14功角失稳的方式在转子角摇摆时同步机电磁转矩的变化包含两个分量同步转矩分量：与转子角变化同相位阻尼转矩分量：与转速变化同相位如果发电机的同步转矩分量不足将导致非周期失稳（或非振荡失稳）如果发电机的阻尼转矩分量不足将导致振荡失稳153.1.1小扰动功角稳定（

6、静态稳定）小扰动功角稳定考虑充分小扰动时的功角稳定问题允许采用线性化的模型进行分析关心的时间尺度为扰动后10~20s从失稳方式划分：振荡失稳和非振荡失稳实际电力系统中通常出现的是阻尼转矩不够导致的振荡失稳现象由于调压器的调节作用，实际电力系统通常不会出现非振荡失稳，除非采用的是励磁电压为常数的模型16小扰动功角稳定从失稳区域划分局部失稳一台或几台机组相对系统其它部分的增幅振荡（局部震荡模式）影响因素：失稳机组与系统的接入方式、调压系统以及机组出力全局失稳：一个地区的所有机组相对另一个地区的机组的振荡（区间振荡模式）影响因素十分复杂，负荷特性会产生重要的影响173.1.2大扰动功角稳定

7、（暂态稳定）大扰动功角稳定考虑严重扰动（如短路故障）发电机转子角大幅变化，须采用非线性的功角关系系统是否失稳不仅取决于初始运行状态，还取决于扰动的严重程度时间尺度通常是扰动后3~5s对具有明显区间振荡模式的大型电力系统可将时间尺度延长到扰动后10~20s18扰动程度的影响19大扰动功角稳定失稳方式通常是由于缺乏足够的同步转矩而产生的非振荡失稳，即所谓的第一摆失稳大型电力系统中也存在其他失稳方式第一摆稳定后由于一个慢的区间振荡模式和一个局部振荡模式的叠加可能