电力系统稳定与控制
电力系统的稳定与控制

电力系统的稳定与控制电力系统是现代社会发展中至关重要的基础设施之一,其稳定运行对于保障国家经济发展和人民生活的正常运转至关重要。
然而,电力系统运行中常常面临各种困难和挑战,如电网负荷波动、电力设备故障、电力需求变化等,这就要求我们必须对电力系统进行稳定与控制的研究与应用。
电力系统的稳定性是指系统在外部扰动作用下恢复到平衡状态的能力。
电力系统的稳定性问题主要包括平衡稳定、转子转动稳定和电压稳定等方面。
平衡稳定是指在发电和负荷平衡的情况下,系统的频率和功率维持稳定;转子转动稳定是指在系统运行过程中发电机的转子旋转保持相对稳定;而电压稳定是指系统中的电压维持在合理范围内,不出现电压过高或过低的情况。
为了保持电力系统的稳定,需要采取一系列的控制措施。
首先,我们可以通过增加发电机组的容量和数量,增加系统的供电能力。
发电机组是电力系统的核心组成部分,增加其数量和容量可以提高系统的供电稳定性。
其次,可以采取自动发电机调整器(AVR)等措施,对发电机的电压和频率进行自动调节,以保持电力系统的稳定。
此外,还可以通过智能控制系统、调度中心等手段,对电力系统进行整体的监测和调度,及时处理系统异常情况,防止系统崩溃。
除了稳定性外,电力系统的控制也包括对电力负荷的控制。
电力负荷的波动往往是系统运行中的一个重要挑战。
电力负荷波动包括季节性变化、工业生产和人民生活需求的不断变化等因素影响。
为了应对这些挑战,我们可以采取负荷预测技术,通过对历史数据和趋势的分析,预测未来负荷变化的趋势,并做出相应的调整。
另外,在电力系统的规划和设计中,也可以考虑到负荷均衡的原则,合理分布和布置发电机组和输电线路,以最大限度地减少负荷波动对系统的影响。
为了提高电力系统的稳定和控制能力,我们也不断在技术上进行创新和改进。
目前,随着智能电网技术的发展,我们可以通过智能感知设备、自动化控制系统和高效能源管理等手段,对电力系统进行更加精细和有效的控制。
例如,采用智能感知设备可以实时监测系统中的电压、电流、功率等参数,及时发现和处理异常情况,保障系统的运行稳定;而自动化控制系统可以实现对电力系统的自动调整和控制,提高系统的响应速度和稳定性。
电力系统的稳定性与控制

电力系统的稳定性与控制电力系统是指由多个发电机、输电线路和负载组成的复杂系统,它的运行对于现代社会的各个领域都至关重要。
在电力系统的运行过程中,稳定性和控制是两个必须考虑的关键因素。
一、电力系统的稳定性电力系统稳定性是指在各种干扰下,电力系统能够维持正常的运行状态,并尽可能快速地恢复到稳定状态的能力。
电力系统稳定性又可分为动态稳定性和静态稳定性两种。
动态稳定性指电力系统在各种干扰下的瞬态响应能力,主要是指电力系统的暂态稳定性和动态稳定性。
暂态稳定性是指电力系统在遭受外部干扰(如故障)后,能否在短时间内恢复到稳态运行状态的能力。
动态稳定性则是指电力系统在受到内部或外部的干扰(如负荷变化或风电、太阳能等可再生能源发电波动)后,能否恢复到稳态或者维持稳态的能力。
静态稳定性是指电力系统在稳态下,保证所有负载得到足够的供电,并且不会出现过电压或欠电压、电流不平衡等问题的能力,主要体现在电压稳定性和频率稳定性两个方面。
为保证电力系统的稳定运行,需要进行相关措施的实施,其中包括:1. 预防措施:优化电力系统的设计和运行,完善故障保护系统,规范用电行为等。
2. 检测和诊断措施:技术的发展让电力系统的数据采集和处理更加精细,利用先进的算法和技术检测系统运行状态,快速发现问题并进行处理。
3. 控制措施:通过控制电力系统运行的各个参数,维持系统的稳态或稳定态,如控制发电机的输出功率、调节风力发电机的桨叶角度等。
二、电力系统的控制电力系统的控制可分为传统的PID控制和现代化的智能控制两种。
传统PID控制是一种经典的控制方法,根据控制目标和系统误差进行反馈控制。
但是由于电力系统受到的干扰较多、响应速度要求较高等因素,传统PID控制已经难以满足对电力系统的控制需求。
现代化智能控制则是利用计算机和通信技术,实现对电力系统的智能化控制,如模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等。
这些控制方法可有效提高电力系统的稳定性、控制精度和自适应能力。
电力系统稳定性与运行控制

电力系统稳定性与运行控制一、电力系统稳定性电力系统稳定性是指电力系统在发生扰动时,保持稳定运行的能力。
扰动是指系统中的任何突然变化,如发电机故障、线路故障、负荷变化、交流系统故障等。
稳定性问题是电力系统运行过程中必须要处理的问题之一。
1. 能量平衡电力系统是基于能量平衡原理运行的。
能量平衡要求电力系统中的能量产生必须等于能量消耗。
当能量平衡被干扰时,电力系统将不稳定。
能量平衡是稳定性的基础。
2. 小扰动稳定性小扰动稳定性是指电力系统在扰动之后能够恢复到原有稳定状态的能力。
小扰动可以是负荷变化、产生机故障等。
电力系统要能够保持小扰动稳定性,必须要具备合理的电气特性。
3. 大扰动稳定性大扰动稳定性是指电力系统在发生大幅扰动后能够回复稳定状态的能力。
大扰动可以是输变电设备故障、电网连接设备故障等。
大扰动发生时,电力系统的稳定性问题将变得特别重要。
4. 稳定裕度稳定裕度是指电力系统应对扰动干扰时的能力。
稳定裕度可以用一个数字来表示。
数字越大,电力系统抵抗扰动的能力就越强。
稳定裕度是确保电力系统稳定运行的重要指标。
二、电力系统运行控制电力系统运行控制是指通过合理的电力配电,控制电力系统的供给和需求,维持电力系统的良好运行状态。
电力系统运行控制可以分为以下步骤:1. 系统状态估计通过对电力系统的监测和数据分析,确定当前系统状态,如系统负荷、发电输出及系统参数等。
系统状态估计是确保电力系统稳定运行的基础。
2. 输电网受限输电网受限是指通过电网之间的相互联系,使各个电力系统在供应和需求方面达到平衡。
输电网受限需要在较短的时间内进行,以确保电力系统的正常运行。
3. 调度控制调度控制是指根据电力系统的实际工作需要,对电力生产和消费进行调度控制。
调度控制可以有效地维护电力系统的运行稳定性。
4. 频率控制频率控制是指控制电力系统的输出频率,保持输出频率稳定。
频率控制需要通过设定发电机输出速度和负荷水平等方式来实现。
5. 电压控制电压控制是指控制电力系统的电压水平。
电力系统的控制与稳定性分析

电力系统的控制与稳定性分析一、背景介绍电力系统是人类社会现代化的基础设施之一,其稳定性是电力生产、传输和利用的重要保障之一。
为了确保电力系统的稳定运行,需要对系统进行控制和稳定性分析。
本文将对电力系统的控制与稳定性分析进行详细讲解。
二、电力系统控制1. 控制目标电力系统的控制主要是为了实现以下目标:(1)保证电能的供给和传输;(2)保证电力系统的安全和可靠运行;(3)提高电力系统的稳定性和经济性。
2. 控制方法电力系统的控制方法主要包括:(1)负荷控制;(2)发电机控制;(3)输电线路控制;(4)变电站控制。
3. 控制手段电力系统的控制手段主要包括:(1)传统控制手段:如发电机调节器、自动发电控制系统、自动电压调节器、直流系统控制器等;(2)先进控制手段:如智能电网控制器、柔性交流输电系统、大容量储能系统等。
三、电力系统稳定性分析1. 稳定性定义电力系统的稳定性是指在电力负荷和电力系统故障等扰动下,电力系统仍然可以保持一定的稳定状态,不会出现过度摆荡或系统崩溃等不稳定现象。
2. 稳定性分类电力系统的稳定性主要分为以下两类:(1)动态稳定性:指在电力系统产生大幅度扰动时,系统能够快速、平稳地恢复到原来的稳定状态;(2)静态稳定性:指在电力系统产生小幅度扰动时,系统能够维持稳定状态。
3. 稳定性分析方法电力系统的稳定性分析方法主要包括以下几种:(1)小扰动稳定性分析:是指对系统进行线性化处理,得到系统的小扰动模型,并分析系统的特征值、特征向量等;(2)大扰动稳定性分析:是指通过模拟系统在不同故障情况下的运行状态,分析系统的稳定性和可靠性;(3)特征曲线法:是指通过绘制负载曲线、电压曲线、暂态稳定曲线等特征曲线,分析系统的稳定性;(4)数值计算法:是指通过数值计算方法,分析系统的稳定性。
常用的数值计算方法包括末端差分法、R-K方法、辛方法、波导算法等。
四、电力系统控制与稳定性分析案例以某电力系统为例,进行控制和稳定性分析。
电力系统稳定与控制

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电力系统稳定与控制
单机无穷大系统的暂态稳定性
T e1
E1
T T m1
e2
E2 T m2
1
1
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0
R
1 2
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电力系统稳定与控制
大扰动
电力系统时刻都在经受扰动的冲击,根据扰动对系统的影 响程度,可以分为大扰动、小扰动。 大扰动:相对于静态稳定分析中所考虑的小扰动而言,一 般指短路故障、线路突然断开或发电机跳闸等。
扰动大小是相对的 线路短路:大扰动?小扰动?
↑
↑↑
发生故障 (可能操作) 故障清除
数学描述
稳定平衡点
微分代数方 程组
微分代数方 程组
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电力系统稳定与控制
暂态稳定分析的数学模型
现代电网规模庞大,动态特性复杂,详尽的模拟如此大规模系统 的动态过程是非常困难的,需要根据所研究问题的性质,抓住重 点,忽略次要因素,进行一些合理的简化。 暂态稳定最关心转子的摇摆特性,对其影响不大的动态过程可以 忽略,建模中采用的主要假设有:
暂态稳定
发电机转子之间的摇摆 最终平息,回到同步运 行状态
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暂态不稳定
某些发电机转子之间始终存在着相 对运动,使得转子间的相对角度随 时间不断增大,最终导致这些发电 机失去同步
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电力系统稳定与控制
暂态稳定的一般过程
电力系统的稳定性分析与控制

电力系统的稳定性分析与控制一、前言电力系统稳定性分析与控制是电力工程学科发展的重要方向之一,它关乎整个电网的可靠性和稳定性,是电网运行的重要保障。
本文将结合实际案例,通过对电力系统的稳定性分析和控制措施的介绍,详细阐述电力系统的稳定性分析与控制的基本原理、方法和技术。
二、电力系统的稳定性分析电力系统稳定性分析,简单来说就是通过掌握电力系统内部各个电源和负载之间的相互作用关系,以及系统中可能存在的各种不稳定因素,从而分析和评估电力系统在外部扰动下的稳定性。
1. 电力系统的稳定性分类根据稳定性程度的不同,电力系统的稳定性可分为静态稳定和动态稳定两种。
(1)静态稳定:指电力系统在负荷发生变化或电网中某一部分发生打开、停电、短路等故障情况时,系统仍能保持相对稳定的电压和频率水平,在短时间内不会发生瓦解,从而保证系统的连续供电。
(2)动态稳定:指电力系统在受到较大外部扰动时,如遭受雷击、拉闸、短路等等,能够更好地适应外部扰动,从而尽可能地减少系统内部各个电源和负载之间的相互作用关系的失衡现象,保持系统的稳定运行。
2. 稳定性指标电力系统的稳定性指标主要包括:稳态电压稳定性指标、稳态功率稳定性指标、短时稳定性指标和转子动态稳定性指标,其中尤为重要的是电压和频率的稳定性指标,掌握稳态电压和稳态功率之间的关系,是评估电力系统稳定性的关键。
3. 稳定性分析方法电力系统的稳定性分析方法主要有四种:直接分析法、等值法、模拟法和试验法。
(1)直接分析法:通过对电力系统的各组分及其运行状态等进行直接分析和推导,来获得系统的稳定性分析结果。
其优点是较为简单,缺点就是适用范围有限,不能处理大型复杂系统的稳定性问题。
(2)等值法:将电力系统变压器、传输线等组成部分抽象成等效电路,进行简化和近似求解,得到系统的稳定性分析结果。
等值法具有计算简单、速度快等优点。
其不足之处在于等效电路的精度较低,对于高精度的稳定性分析无法满足要求。
电力系统的电力系统稳定与控制技术

电力系统的电力系统稳定与控制技术在现代社会中,电力系统如同一张巨大的神经网络,将电能输送到每一个角落,支撑着我们的生活、工作和生产。
而电力系统的稳定运行,则是保障这一庞大网络正常运转的关键。
电力系统稳定与控制技术,就是维护这一稳定的重要手段。
电力系统的稳定性,简单来说,就是指电力系统在受到各种干扰后,仍能保持同步运行、维持正常频率和电压水平的能力。
这其中包括功角稳定、电压稳定和频率稳定等多个方面。
功角稳定,关乎发电机之间的相对功角变化。
当电力系统中的负荷突然增加或减少,或者发生线路故障时,发电机的功角可能会发生较大变化。
如果不能及时调整,就可能导致系统失去同步,引发大面积停电事故。
想象一下,众多发电机就像在赛道上奔跑的运动员,如果步伐不一致,就会乱了阵脚。
电压稳定则侧重于电力系统中各节点的电压能否保持在允许的范围内。
电压过低会影响电器设备的正常运行,甚至导致设备损坏;电压过高则可能造成绝缘击穿,引发短路故障。
就好比我们家里的电器,电压不稳会让它们“生病”甚至“罢工”。
频率稳定与系统的有功功率平衡紧密相关。
当有功功率的输入和输出不平衡时,系统频率就会发生变化。
频率偏差过大,不仅会影响电力设备的运行效率,还可能危及整个系统的安全。
为了确保电力系统的稳定运行,一系列控制技术应运而生。
其中,励磁控制是一种重要的手段。
励磁系统可以调节发电机的励磁电流,从而改变发电机的输出电压和无功功率。
通过快速而准确地调节励磁电流,能够增强发电机的稳定性,提高系统的电压水平。
调速控制在维持电力系统频率稳定方面发挥着关键作用。
当系统频率发生变化时,调速器能够相应地调整原动机的输出功率,使有功功率重新达到平衡,从而稳定系统频率。
这就像是给电力系统的运行速度加上了一个智能的“调节器”。
电力系统中的无功补偿装置,如电容器、电抗器等,也是保障电压稳定的重要工具。
它们能够补偿系统中的无功功率,改善电压分布,提高电压稳定性。
除了上述硬件层面的控制技术,先进的监测和分析手段也不可或缺。
电力系统稳定性分析与控制

电力系统稳定性分析与控制一、概述电力系统稳定性是指电力系统在受到外界干扰或内部失衡时,能够保持稳定运行的能力。
其中,外界干扰包括电网负荷变化、电力线路故障等,内部失衡包括电力系统动态平衡失调等。
为了保障电力系统的稳定运行,需要进行稳定性分析与控制。
二、电力系统稳定性分析1.基础原理电力系统稳定性分析的基础原理主要包括功角稳定性和电压稳定性。
功角稳定性是指电机运转时,电动力学系数的改变导致系统转速发生变化,进而影响电网频率的变化。
电压稳定性是指电力系统唯一的静态稳定性指标,它衡量设备电压偏差变化对电网频率的影响。
2.稳定性分析方法电力系统稳定性分析方法主要包括暂态稳定分析和动态稳定分析。
暂态稳定分析是指电力系统发生故障后的瞬间响应,动态稳定分析是指电力系统在稳态下的小扰动响应。
其中,暂态稳定分析主要关注电力系统的稳定性和安全性,动态稳定分析主要关注电力系统的效率和经济性。
三、电力系统稳定性控制1.控制方法电力系统稳定性控制方法主要包括传统控制和现代控制。
传统控制方法主要包括功率控制和电压控制,其中功率控制主要通过调节发电机励磁,控制发电机输出功率,从而控制电网频率;电压控制主要通过调节发电机励磁,控制发电机输出电压,从而控制电网电压。
现代控制方法主要包括柔性直流传输和降低风、光电发电的不确定性控制。
2.控制策略电力系统稳定性控制策略主要包括直接控制和间接控制。
直接控制和间接控制的区别主要在于控制信号是否来自系统输出的信息,其中直接控制的控制信号直接来自系统输出的信息,间接控制的控制信号需要经过一些处理才能产生。
在实际应用中,直接控制和间接控制可以结合使用,从而使控制系统更加稳定。
四、电力系统稳定性控制案例以2018年香港地铁停电为例,该事件是由于轨道供电系统失控导致的。
当时,轨道供电系统接通过程中电流波动导致电网频率失控,从而引起了电力系统故障。
为了保证电力系统的稳定运行,必须对电力系统进行稳定性分析和控制,在发现电力系统故障和异常情况时,要及时采取控制措施,确保电力系统稳定运行。
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电力系统稳定与控制廖欢悦电自101 2电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式,并将它输送到各个用户。
电能的优点是输送和控制相对容易,效率和可靠性高。
为了可靠供电,一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。
因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷(连接到故障元件的负荷除外),能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。
由此,电力系统控制所要实现的目的:1.运行成本的控制:系统应该以最为经济的方式供电;2.系统安全稳定运行的控制:系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率分配情况;3.供电质量的控制:必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求;一.电力系统的稳定性设计与基本准则首先,一个正确设计和运行的电力系统:1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。
与其他形式的能量不同,电能不能方便地以足够数量储存。
因而,必须保持适当的有功和无功的旋转备用。
2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响3.考虑到如下因素,系统供电质量必须满足一定的最低标准:a)频率的不变性b)电压的不变性c)可靠性水平对于一个大的互联电力系统,以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。
通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。
从控制理论的观点来看,电力系统具有非常高阶的多变量过程,运行于不断变化的环境。
由于系统的高维数和复杂性,对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。
二、电力系统安全性及三道防线可靠性-安全性-稳定性电力系统可靠性:是在所有可能的运行方式、故障下,供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。
是保证供电的综合特性(安全性和充裕性)。
可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。
电力系统安全性:是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。
通过两个特征表征(1)电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况,不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应;(2)在新的运行工况下,各种运行条件得到满足,设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。
电力系统充裕性:是指电力系统在静态条件下,并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内,考虑元件计划和非计划停运情况下,供给用户要求的总的电力和电量的能力。
电力系统稳定性:是电力系统受到事故扰动(例如功率或阻抗变化)后保持稳定运行的能力。
包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。
正常运行状态下,通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。
要实现预防性控制,首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息,并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况,如存在问题,则应提示调度人员立即调整运行方式,例如重新分配电厂有功、无功出力,限制某些用电负荷,改变联络线的送电潮流等,以改善系统的稳定状况。
目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排,一般只能兼顾几种极端运行方式,且往往以牺牲经济性来确保安全性。
调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态,但他并不清楚当前实际电网的安全裕度,也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。
因此,实现电力系统在线安全稳定分析和决策,得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措施,明确地提示给调度员或将新的控制策略下发给有关厂站的稳控装置,即实现预防性控制,这对电网的调度运行来说是很迫切很有意义的。
三、电力系统的稳定问题导论电力系统可以概括的定义为这样一种电力系统的特性,即它能够运行于正常条件下的平衡状态,在遭受干扰后能够恢复到可以容许的平衡状态。
在稳定性评价中,所关心的问题是电力系统遭受暂态扰动后的行为。
系统还必须有能力在多种严重的扰动下保持运行。
系统对扰动的响应设计大量设备,此外,用来保护单个元件的装置对系统变量变化的响应也影响系统特性。
然而,在任何给定条件下,只有有限数量设备的相应是至关重要的。
因此,通常作出很多假定来简化问题并集中于那些影响某些特定稳定问题的因素。
由此,我们先将稳定性问题简单的分类讨论:电力系统稳定性分为电压稳定、频率稳定和功角稳定(静态稳定、动态稳定、暂态稳定)三大类。
(一)功角稳定功角稳定指系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。
正常情况下,系统中各发电机以相同速度旋转,机间相对转子角度维持恒定,即处于同步运行状态,从而保证系统中任何节点的电压幅值和频率以及任何线路的传输功率为恒定值。
如果系统在运行过程中受到某种干扰,干扰的影响将通过互联的电力网络传到各发电机节点,并使发电机的输出电功率相应发生改变,结果是使得在扰动瞬间各发电机的机械输入转矩和输出的电磁转矩失去平衡,出现发电机转子不同程度的加速或减速,并导致各发电机之间转子相对角的变化。
稳定的实质就是恢复能力,表现在多机系统的功角问题上就是当某台电机的功率平衡关系被破坏后,电机转子的运动将使得其转角位置逐渐超前于其它电机,根据功角特性关系,系统负荷将从转子角滞后的电机转移到转子角超前的电机使得其转速下降,和其它电机之间的转角差缩小。
如这种转子角度的变化过程是随时间衰减的,并能最终恢复到扰动出现前的正常值或达到一个新的稳态值,则认为在这种运行方式和扰动形式下系统是功角稳定的。
如果这种转子角度的变化随时间而加剧,并最终导致发电机间失去同步,则认为系统在该运行方式下对这种扰动形式是功角不稳定的。
1.静态稳定静态稳定研究的是电力系统在某一运行方式下受到微小干扰时的稳定性问题。
假设在电力系统中有一个瞬时性小干扰,如果在扰动消失后系统能够恢复到原始的运行状态,则系统在该运行方式下是静态稳定的,否则系统是静态不稳定的。
静态稳定研究的是系统对微小干扰的适应能力,或者说考虑的是系统在运行点处维持同步运行的能力,系统是否能够维持静态稳定主要与系统在扰动发生前的运行方式有关,与小干扰的大小及具体发生地点无关。
通常可以采用在运行点处线性化后的系统模型进行特征根分析来判别系统的静态稳定性。
2.暂态稳定电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性的失步,自动恢复到起始运行状态的能力。
如果电力系统在某一运行方式下受到某种形式的大扰动,经过一个机电暂态过程后能够恢复到原始的稳态运行方式或过渡到一个新的稳态运行方式,则认为系统在这种情况下是暂态稳定的。
暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行方式有关,而且与扰动的类型、地点及持续时间有关。
暂态稳定的判据主要是系统内发电机转子角之差(即功角)超过规定的值(例如180度),所以又称功角稳定。
暂态稳定破坏后系统将失去同步。
对于单机无穷大系统发电机组的转子运动方程:一般采用的是对全系统非线性状态方程的数值积分法进行对系统动态过程的时域仿真,通过对计算得到的系统运行参数(如转子角)的动态过程的分析判别系统的暂态稳定性。
目前采用的主要有切机、切负荷、解列联络线;电气制动、快关气门、直流调制等措施应用较少。
电力系统是一个复杂的非线性的动态大系统,暂态稳定过程由于遭受的是大扰动,系统的电气量变化范围很大、持续时间短,分析计算又十分复杂,这一特点决定了暂稳控制策略一般不可能在事故发生时实时确定,也不可能凭借一个简单判别式进行判断,因此控制策略的分析计算应在事故前进行。
实现方法分为两种:一是离线方式,由调度运行方式人员对电网各种运行方式下可能遇到的故障进行稳定计算分析,形成控制策略表;另一是在线方式,由在线决策系统的服务器根据当时电网的实时运行状态,对可能发生的预想故障集进行稳定分析计算,形成当前电网的稳定控制策略表。
稳控装置根据事故前电网运行方式及有关送电断面的功率、发生的故障的元件及故障类型,查找预先存放在装置内的控制策略表,按图索骥采取相应的措施。
3.动态稳定动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后,在自动调节和控制装置作用下,保持较长过程的运行稳定性的能力,通常指电力系统受扰动后不发生发散振荡或持续振荡。
动态稳定事故国内几乎每年都有发生,值得重视。
扰动后系统在第一或第二振荡周期内不失步(即保持了暂态稳定性),但可能由于自动调节装置的配置不合适或其他因素,后续的振荡周期幅值不断增大并造成失步。
对小扰动下的动态稳定,可以和对静态稳定问题一样采用线性化的方法进行特征值分析,对大扰动下的动态稳定则通常是采用与暂态稳定分析一样的非线性模型进行数值仿真分析。
由于使用快速励磁系统,系统阻尼恶化或变负引起低频振荡,是典型的动态稳定问题。
装设电力系统稳定器PSS能有效避免低频振荡事故;在发生事故时,采用直流调制、送端电厂减出力或切机可以有效平息振荡。
电力系统功角失稳——失步的发生过程一台或若干台同步发电机转子旋转速度高于或低于同步转速,导致定子旋转磁场和转子旋转磁场间存在相对速度,使得电机的功率输出、电流电压产生很大的波动,系统的保护装置动作将之切除。
失去同步可以发生在机群之间,此时将它们解列,单独的机群内部还可以保持同步。
为保证电力系统承受第III类大扰动时的安全要求,应配备防止事故扩大避免系统崩溃的紧急控制,如系统失步解列(或有条件时实现再同步)、频率和电压紧急控制等,同时应避免线路和机组保护在系统振荡时误动作,防止线路及机组的连锁跳闸,以实现保证电力系统安全稳定的第三道防线。
失步解列装置按设定的振荡周期次数动作,500kV失步解列装置一般1~2个振荡周期动作;解决电压稳定与频率稳定的紧急控制装置的动作延时为0.1~0.5s(一般整定延时为0.2s)。
(二)频率稳定指系统遭受到严重的故障造成出力与负荷出现较大的不平衡时,维持频率在可接受的范围内的能力。
它取决于系统在切除最大可能切除的负荷之后,是否能够恢复出力与负荷之间的平衡。
频率发生不稳定时,潮流、电压及其它变量都会出现大的波动,引起系统中的控制及保护装置发生动作,造成更多的机组或负荷切除。
一般而言,这种现象发生在大系统因为失去同步而解列成若干孤立系统之后,在这些系统中,发电机之间一般都可以保持稳定。
频率不稳定的过渡过程可能从若干秒到若干分钟,取决于何种控制或保护装置在起作用,在前一种情况中,起作用的主要是低压及低频减载,发电机的保护及控制;在后一种情况中,起作用的主要是原动机能源供应系统,机组的过速保护及负荷的调压系统(OLTC )等。
因此,频率稳定的研究也分为短期稳定性和长期稳定性。
(三)电压稳定定义:电力系统受扰后所有母线保持可接受电压的能力。
电力系统电压失稳的主要原因在于系统无功供求关系的失衡。
问题的核心在于功率在网络内流动导致的无功损失。
稳定判据: 渐进式的母线电压降落也可与转子角趋向失步的过程相关。
例如,当两组电机之间的转子角逼近或超过180。