提高电力系统暂态稳定性的措施
电力系统分析十一章电力系统的暂态稳定性
P
EU X
sin
一般状况下，有：
X X X
所以 P P P
第三节 简朴电力系统暂态稳定性 旳定量分析
在功角由0 变化到 c 旳过程中，PT Pe ，多出
旳能量使发电机转速上升，过剩旳能量转变成转子
旳动能而贮存在转子中。加速过程中所做旳功为：
Sa
c Md
0
( P c
0 T
一、引起电力系统大扰动旳重要原因
（1）负荷旳忽然变化 （2）切除或投入系统旳重要元 件 （3）电力系统旳短路故障
由于暂态分析计算旳目旳在于确定电力系统在给定旳大 扰动下各发电机组能否继续保持同步运行，因此重要研究发 电机组转子运动特性，考虑其重要影响原因，对影响不大旳 原因加以忽视或近似考虑。
二、暂态稳定计算中旳基本假设
第四节 发电机转子运动方程旳数值解法
为了保持电力系统旳暂态稳定性，需要懂得必 须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角对应 旳极限切除时间，这就需要找出发电机受到大干扰 后，转子相对角δ随时间t变化旳规律，即δ =ƒ(t)曲线， 此曲线称作摇摆曲线。
发电机转子运动方程是非线性旳常微分方程，一 般用数值计算措施求其近似解。
第十一章 电力系统旳暂态 稳定性
第十一章
1 电力系统暂态稳定性概述 2 定性分析 3 定量分析 4 提高暂态稳定性旳措施
第一节 电力系统暂态稳定性概述
暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同 步发电机保持同步运行，并过渡到新旳或恢复 到本来稳定方式旳能力，一般指第一或第二振 荡周期不失步。一般扰动后旳系统状态与扰动 前不一样。一般考察扰动后3－5秒。最多10s。 假如电力系统在某一运行方式下，受到某种形式旳大扰动， 通过一种机电暂态过程后，可以恢复到原始旳稳态运行方式或 过渡到一种新旳稳态运行方式，则认为系统在这种状况下是暂 态稳定旳。 电力系统旳暂态稳定性不仅与系统在扰动前旳运行方式有 关，并且与扰动旳类型、地点及持续时间有关。因此，为了分 析系统旳暂态稳定性，必须对系统在特定扰动下旳机电动态过 程进行详细旳分析，因此一般采用旳是对全系统非线性状态方 程旳数值积分法进行对系统动态过程旳时域仿真，通过对计算 得到旳系统运行参数(如转子角)旳动态过程旳分析，鉴别系统旳 暂态稳定性。
《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第七章)
第七章电力系统暂态稳定第一节概述暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下，突然受到某种大的干扰后，经过一段暂态过程，所有发电机能否恢复到相同速度下运行，能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的。
暂态稳定与运行方式和扰动量有关。
因此不能够泛泛地说电力系统是暂态稳定或不稳定的，只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的。
在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的，在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的。
所谓的运行方式，对系统而言，就是系统的负荷功率的大小，或发电功率的大小；对输电线路而言，就是输送功率的大小。
功率越大，暂态稳定性问题越严重。
所谓大干扰一般指短路故障、切除大容量发电机、切除输变电设备、切除或投入大负荷。
一般短路最为严重，多数情况研究短路故障干扰。
短路故障扰动量的大小与短路地点、短路类型、短路切除时间有关。
短路可能发生在输电线路上，也可能发生在母线或变压器上。
一般发生在母线上较为严重。
短路发生在输电线路上，一般靠近电源侧的较为严重。
短路分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路。
一般三相短路较为严重，次之两相接地短路，单相接地短路最轻。
这里所说的短路是单重故障，如果有多种故障，一般多重故障较为严重。
发生短路后，借助断路器断开，将故障的线路、或母线或变压器隔离，保证非故障部分继续运行。
短路切除时间越短，对暂态稳定越有利。
短路切除时间包括继电保护装置和断路器动作的时间。
装有自动重合闸的输电线路，被隔离的输电线路会重新投入运行，如果是瞬时性故障，重合就成功，电网恢复原有状态；如果是永久性故障，重合不成功，故障线路再次被隔离。
重合成功对暂态稳定有利，重合不成功对暂态稳定更不利。
一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定。
我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定：①发生单相接地故障时，要保证电力系统安全稳定运行，不允许失负荷；②发生三相短路故障时，要保证电力系统稳定运行，允许损失少量负荷；③发生严重故障时，系统可能失稳，允许损失负荷，但不允许系统瓦解和大面积停电，应尽快恢复正常运行。
提高电力系统稳定性的措施(精)
系统图
零序网络
正序增广网络
（五）输电线路设置开关站
对双回路的输电线路，故障切除一回路时， 线路阻抗将增大一倍，故障后的功率极限要降低 很多，这对暂态稳定和故障后的静态稳定都是不 利的。特高压远距离输电线路的阻抗占系统总阻 抗的比例很大，这种影响就更大。如果在线路中 间这只开关站，把线路分成几段，故障时仅切除 一段，则线路阻抗增加的较少，对稳定性是有利 的。
三相重合
单相重合
必须指出的是，采用单相自动重合闸时 去游离的时间要比采用三相重合闸时有所 加长，因为切除一相后其余两相仍处于带 电状态，尽管故障电流被切断，潜供电流 可维持电弧的磁装置，以保证 当系统发生故障而发电机端电压低于 85%—90%额定电压时迅速而大幅度的增 加励磁，从而提高发电机电动势，增加发 电机输出的电磁功率。
（六）输电线路采用强行串联电容补偿
利用电容器容抗与输电线路感抗相反的性 质，在输电线路上串连接入电容来减小线 路的等效电抗。 由于考虑继电保护正确动作和引起次同期 谐振等因素，串联电容的补偿度Kc一般小 于0.35
改变原动功率
• 快速的自动调速系统或者快速关闭进 汽门 • 连锁切除部分发电机 • 合理选择远距离输电系统的运行接线
（一）快速的自动调速系统或者快 速关闭汽门
现有的原动机调节器都具有一定的机械惯性和 存在失灵区，因而其调节作用有一定的迟滞。加 之原动机本身从调节器改变输入工质的数量到它 的输出转矩发生相应的变化需要一定的时间，所 以，即使是动作较快的汽轮机调节器，它对暂态 稳定的第一个摇摆周期的影响也很小。 目前已在使用的有汽轮发电机的快速动作汽门。 发生短路时，保护装置或专门的检测控制装置使 汽门动作，使原动机的功率下降，并在功率角开 始减小是重新开放汽门
电力系统稳定性分析与控制策略
电力系统稳定性分析与控制策略近年来，随着社会经济的不断发展，电力系统的发展也日益壮大。
电力系统在保证发电企业的正常运行的同时，也对于保障国家的经济和人民的生活具有至关重要的作用。
然而，在电力系统运行中，由于各种因素的干扰，电力系统的稳定性有时会受到影响，可能会导致电网的崩溃，造成不可逆的损失。
为了更好的保障电力系统的稳定性，需要对其进行分析与控制。
本文将从电力系统的稳定性基础知识、稳定性分析方法及控制策略三个方面，对电力系统的稳定性问题进行探讨。
一、电力系统稳定性基础知识电力系统的稳定性主要指电力系统在运行中遇到各种外部因素的干扰后，仍然能够保持正常工作的能力。
而这些外部因素包括负荷变化、短路故障、发电机运行不稳定、负荷突然断电等。
电力系统稳定性的影响因素主要有：1.电力系统的负荷特性负荷特性是指电力系统中各种负荷元件的纵向特性和横向特性。
负荷速度越快或者负荷变化越大，系统的动态响应就越恶劣。
2.电力系统的发电机特性发电机特性是指电力系统中发电机的运行模式、稳定性和响应特性。
发电机速度越慢或运行不稳定，系统的稳定性就越差。
3.电力系统的传输线特性传输线特性是指电力系统中各种传输线的阻抗、电容和电感等特性。
传输线特性越复杂，系统的稳定性就越难以控制。
4.电力系统的保护装置保护装置是指电力系统中各种保护设备的类型、参数、位置和动作特性。
保护动作与时间关系的好坏，对电力系统稳定性影响极大。
以上是电力系统稳定性的主要影响因素。
二、电力系统稳定性分析方法了解电力系统稳定性的基础知识是分析其稳定性问题的前提条件。
在此基础上，可使用以下分析方法：1. 数学模型法数学模型法是通过建立电力系统的微分方程组，并求解系统的特征根，来分析电力系统的稳定性。
这种方法需要计算机的支持，因此能够分析复杂的系统。
2. 相量法相量法是以相量为基础，对电力系统的各个要素进行写成状态方程，来分析电力系统的稳定性。
这种方法对于分析系统的动态特性具有优异的效果。
电分第19章提高电力系统稳定性的措施PPT课件
尽可能提高电力系统的功率极限——采用高电压等级输电线路
PXGE X qV TXLsinPmsin
XG
XG % 100
SB SGN
( p.u.)
XT
VS % 100
SB STN
( p.u.)
T-1 V1 G
E q jX d jX T1
Pm/MW
900 800 700
XL
X
L()
SB VB2
X
L()
尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度——发电机电气制动
P
P
G
h
P0
P0
投
控制保护
Rb
切 tb
0 c
cr
0 c b m ax
P
无电气制动 暂态失稳
投电气制动
第一摇摆稳定
P0
hh0
多用于水电厂，以水为制动电阻
切电气制动 第二摇摆稳定
投切开关可用晶闸管，快速控制
0 c b m ax
m in
cr
提高电力系统稳定性的措施—提高暂态稳定性的措施
尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度——快关汽门
提高和稳定系统电压 输电线路并联电抗补偿 采用高电压等级输电线路 串联电容器补偿/设置开关站； 减小变压器电抗 设置中继同步调相机；
抑制自发振荡的发生——选择合适
的励磁调节装置和整定参数 多参数自动励磁调节器 PSS、FACTS，HVDC
尽可能减小发电机相对运动的振荡 幅度——减小不平衡功率，减小转子
相间电容耦合——潜供电流
提高电力系统稳定性的措施—提高暂态稳定性的措施
尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度——变压器中性点经小电阻/小电抗接地
仅对于不对称接地故障有效，Rg取值，4%STN
08章 提高电力系统稳定性(stability)的措施
8.1提高电力系统静态稳定性的措施 8.1提高电力系统静态稳定性的措施
5. 改善系统的结构
增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 增加输电线路的回路数，减小线路电抗。 加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效 加强线路两端各自系统的内部联系， 电抗。 电抗。 在系统中间接入中间调相机( 在系统中间接入中间调相机(rotary condenser )或接入 中间电力系统。 中间电力系统。
第8章 提高电力系统稳定性(stability)的措施 提高电力系统稳定性(stability)的措施
本章提示 8.1提高电力系统静态稳定 steady8.1提高电力系统静态稳定(steady-state stability ) 提高电力系统静态稳定( 的措施； 的措施； 8.2提高电力系统暂态稳定 8.2提高电力系统暂态稳定(transient stability )的 提高电力系统暂态稳定( 措施。 措施。
电力系统分析
8.2 提高电力系统暂态稳定性的措施
1.快速切除短路故障 1.快速切除短路故障
由于快速切除故障减小了加速面积， 由于快速切除故障减小了加速面积， 增加了减速面积， 增加了减速面积，从而提高了发电 机之间并列运行的稳定性。 机之间并列运行的稳定性。另一方 快速切除故障， 面，快速切除故障，还可使负荷中 电动机的端电压迅速回升， 电动机的端电压迅速回升，减小了 电动机失速和停顿的危险， 电动机失速和停顿的危险，因而也 提高了负荷运行的稳定性。 提高了负荷运行性 电力系统分析
8.2 提高电力系统暂态稳定性的措施
图8.2展示了单回输电线按三相和按故障相重合时功角 特性曲线。 特性曲线。
图 8.2单回线按相和三相重合闸的比较 单回线按相和三相重合闸的比较
提高电力系统暂态稳定性的措施
研究背景和意义随着电力系统的不断发展，电网规模的不断扩大，电力系统的暂态稳定性问题也日益突出，因此提高电力系统的暂态稳定性具有重要意义。
国内外学者对提高电力系统暂态稳定性的措施进行了广泛的研究。
常见的提高电力系统暂态稳定性的措施包括：采用先进的控制策略、优化电力系统的结构、应用能量管理系统(EMS)等。
文献综述01稳定性是指电力系统在正常运行时，经受干扰而不发生非周期性失步或崩溃的能力。
02稳定性分为静态稳定性和动态稳定性。
03静态稳定性是指系统在运行过程中，经过小的干扰后能够恢复到原始状态的能力。
04动态稳定性是指系统在受到大的干扰后，能够保持稳定运行的能力。
稳定性定义暂态稳定性的重要性影响暂态稳定性的因素发电机组的转动惯量输电线路的传输容量负荷的特性继电保护装置的配置和整定增加设备冗余优化设备布局预防性控制预防措施1 2 3快速切负荷快速切机动态切负荷紧急措施仿真模型的建立仿真模型的必要性电力系统稳定性仿真分析是研究提高暂态稳定性的重要手段，通过建立仿真模型可以模拟电力系统的运行状态，预测不同措施下的系统性能，为实际操作提供指导。
仿真模型的建立过程根据电力系统的实际运行情况，结合理论分析和实际数据，建立相应的数学模型，包括电机模型、负荷模型、变压器模型等，以及考虑线路阻抗、电容等元件的模型。
不同措施下的仿真结果分析自动重合闸的使用总结词详细描述降低系统失步风险详细描述失步解列装置是一种防止电力系统失步的重要设备。
通过合理配置和优化失步解列装置，可以降低系统失步的风险，提高系统的暂态稳定性。
总结词失步解列装置的配置与优化VS总结词详细描述基于人工智能的控制策略缺乏对复杂电力系统暂态稳定性的全面理解和评估方法。
现有的控制和保护策略在应对高维、非线性和时变系统时存在局限性。
对于大规模可再生能源并网的影响，以及复杂网络拓扑结构对暂态稳定性的影响研究不足。
现有研究的不足与局限性未来研究方向与挑战01020304。
提高电力系统暂态稳定性的措施
提高电力系统暂态稳定性的措施汇报人：日期:•引言•电力系统暂态稳定性分析•提高电力系统暂态稳定性的措施目录•增强电力系统的抗干扰能力•总结与展望01引言电力系统暂态稳定性的重要性保障电力系统的正常运转01电力系统的暂态稳定性是保障整个系统正常运行的重要因素。
当系统受到扰动时，如短路、负荷突变等，暂态稳定性能够确保系统的稳定，避免出现大面积停电等影响用户正常用电的情况。
维护电力设备安全02暂态稳定性对于维护电力设备的安全也具有重要意义。
如果电力系统在受到扰动后不能迅速恢复稳定，可能会对电力设备造成损坏，甚至导致整个系统的崩溃。
确保经济效益03电力系统的暂态稳定性对于保障经济效益也至关重要。
系统稳定性的提高可以减少因停电、设备损坏等带来的经济损失，提高电力系统的整体效益。
提高暂态稳定性的必要性适应经济发展需求随着经济的发展和社会的进步，电力系统的规模和复杂性也在不断增加。
提高暂态稳定性可以更好地适应不断增长的电力需求，保障电力系统的稳定运行。
应对自然灾害和人为破坏自然灾害和人为破坏是影响电力系统稳定性的重要因素。
提高暂态稳定性可以帮助电力系统在面对这些挑战时更具韧性，减少灾害和破坏对电力系统的影响。
推动技术创新提高暂态稳定性需要不断推动技术创新，研发出更先进、更高效的稳定控制技术和设备，这有助于推动电力行业的科技进步。
02电力系统暂态稳定性分析暂态稳定性的定义与评估指标暂态稳定性定义电力系统在遭受大扰动后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行状态的能力。
评估指标通过计算和分析电力系统的动态过程，评估系统在给定扰动下的稳定性。
电源的出力、响应速度和调节能力对暂态稳定性有重要影响。
电源特性输电线路的阻抗、传输容量和传输距离对暂态稳定性产生影响。
输电线路负荷的分布、特性和需求量对暂态稳定性产生影响。
负荷特性时域分析法通过在时域内模拟电力系统的动态过程，分析系统的稳定性。
频域分析法通过在频域内分析电力系统的频率响应特性，评估系统的稳定性。
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6、减少原动机的机械功率
（1）快速关闭汽门，以减少原动机的机械功率。 （2）切发电机和切负荷。由于切除了发电机，系统 的频率和电压会下降，可能会导致系统失去稳定，所 以还要相应地切除部分负荷。
小结
快速切除故障，自动重合闸
1、快速切除故障
既减小了加速面积，又增大了减速面积
2、自动重合闸
E
增大了减速面积
3、发电机强行励磁 增加励磁，提高了发电机电势，增加电磁功率。
4、发电机电气制动
电气制动就是当系统中发生故障后，在送端发电机上迅 速投入电阻，以消耗发电机发出的有功功率，即增大了电磁 功率。
电阻串联接入
电阻并联接入
5、变压器中性点经小电阻接地
提
发电机强行励磁
高
暂
增加电磁功率 发电机电气制动
态
稳 定
变压器中性点经小电阻接地
性
减小机械功率
快速关闭汽门
切发电机和切负荷
1、除了上述措施外，还有设置中间开关站，改善设备参数等措施。 2、提高静态稳定的措施也有利于提高暂态稳定。
谢谢
提高电力系统暂态稳定性的措施
一、暂态稳定性
系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行 并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来运行方式的 能力。
二、等面积定则
P
P mIII
P
a
0
P mII
加速面积
b
减速I
PT
S/
g
P II
0
d
0
d c
dd cr max
d
三、提高暂态稳定的措施