电力系统的稳定性分析

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电力系统的稳定性与可靠性分析

电力系统的稳定性与可靠性分析

电力系统的稳定性与可靠性分析电力系统稳定性与可靠性是电力工程中两个重要的概念。

稳定性是指电力系统在各种外界扰动下,能够维持稳定的运行状态。

可靠性则是指电力系统的设备和组件能够在设计寿命范围内保持正常工作,不发生故障。

了解电力系统的稳定性和可靠性对于保障电力供应的稳定和安全具有关键意义。

一、电力系统的稳定性分析电力系统的稳定性是指系统在发生扰动后,能够恢复到稳态工作状态的能力。

稳定性问题主要分为静态稳定和动态稳定两个方面。

1.静态稳定性静态稳定性指电力系统在平衡态时,对外界扰动的抵抗能力。

主要包括电压稳定性和转子稳定性。

(1)电压稳定性:电压稳定性是指系统运行时各节点电压保持在合理范围内的能力。

当电压波动超过一定范围时,电力系统中的设备可能会受到损坏,甚至引发系统崩溃。

因此,对于电力系统来说,维持合理的电压水平至关重要。

(2)转子稳定性:转子稳定性是指电力系统在发生扰动时,转子角速度能够恢复到稳定的状态。

转子稳定性问题是由于大功率负荷变化或大幅方波的投入引起的。

转子稳定性直接影响系统的可靠性和稳定性。

2. 动态稳定性动态稳定性是指电力系统在外界扰动下,能够恢复到平衡态的时间和稳定性。

主要包括小扰动动态稳定和大扰动动态稳定两个方面。

(1)小扰动动态稳定性:小扰动动态稳定性主要以系统阻尼为基础,衡量系统对小幅度扰动的抑制能力。

一般利用系统的传递函数或者状态空间模型来分析和评估。

(2)大扰动动态稳定性:大扰动动态稳定性主要指系统在大幅度外界扰动(如故障、短路等)下的稳定性。

主要通过计算机仿真和实验研究来评估。

二、电力系统的可靠性分析电力系统的可靠性是指系统在设计寿命范围内保持正常工作的能力。

可靠性问题主要包括设备可靠性和电网可靠性两个方面。

1. 设备可靠性设备可靠性是指电力系统中设备的寿命、故障率和可修复性等方面的评估。

主要包括静态设备可靠性和动态设备可靠性。

(1)静态设备可靠性:静态设备可靠性主要指静止设备(如变压器、发电机等)在工作期间内不发生故障的概率。

电力系统稳定性分析方法

电力系统稳定性分析方法

电力系统稳定性分析方法一、引言电力系统是现代社会运行的重要基础设施,其稳定性对社会经济发展至关重要。

为了保障电力系统的稳定运行,分析电力系统的稳定性显得尤为重要。

本文将介绍电力系统稳定性分析的方法,并探讨其在实际应用中的意义。

二、动态稳定性分析方法动态稳定性是指电力系统在扰动下的恢复能力,其分析主要包括以下几种方法。

1. 平衡点分析法平衡点分析法是一种最基本的电力系统稳定性分析方法,其通过对电力系统进行线性化处理,以判断系统在发生扰动时是否能够回到平衡状态。

该方法具有计算简单、易于理解的优势,但仅适用于小扰动范围内的稳定性分析。

2. 状态变量分析法状态变量分析法是一种基于微分方程组的稳定性分析方法,其通过建立系统的状态变量模型,利用数学方法分析系统的稳定性。

该方法适用于更大范围的扰动,并能够提供系统动态性能的详细信息。

3. 相量法相量法是一种将电力系统描述为相量方程的稳定性分析方法,其通过对电力系统中各个节点的电压和电流进行相量计算,得到系统的电力输送情况。

相量法能够提供系统各个节点的电力传输能力和动态稳定性等信息,对于大规模电力系统的稳定性分析应用广泛。

三、静态稳定性分析方法静态稳定性是指电力系统在稳定工作点附近对负荷变化和参数扰动的敏感性。

下面介绍两种常用的静态稳定性分析方法。

1. 损耗灵敏度法损耗灵敏度法通过对系统的功率损耗进行分析,以判断电力系统在负荷变化或参数改变时的稳定性。

该方法对于分析系统的经济性具有重要意义,能够指导电力系统的运行和规划。

2. 阻尼灵敏度法阻尼灵敏度法是一种基于系统的各种模式振荡损耗的分析方法,通过测量系统各个模式的阻尼比,以评估系统的稳定性。

阻尼灵敏度法在分析系统的振荡稳定性方面具有一定的优势,广泛应用于电力系统的规划和控制中。

四、实际应用与意义电力系统稳定性分析方法在实际应用中具有重要的意义。

首先,稳定性分析方法可以帮助电力系统运营者评估系统的稳定状况,及时发现潜在的稳定问题,并采取相应的措施进行调整,确保电力系统的安全稳定运行。

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析1. 引言电力系统的稳定性是指系统在各种外界干扰和内部失配情况下,仍能保持正常运行,并能迅速恢复到稳定状态的能力。

稳定性分析对于电力系统的设计、运行和维护具有重要意义。

本文将介绍电力系统稳定性的概念、分析方法和应用。

2. 稳定性概念2.1 静态稳定性静态稳定性是指系统在一定的干扰下,经过一段时间后能继续保持平衡态的能力。

常用的静态稳定性分析方法包括潮流计算、负荷流计算和灵敏度分析等。

2.2 动态稳定性动态稳定性是指系统在发生外界干扰或内部失向时,能够迅速从干扰中恢复到平衡态,并保持稳定的能力。

动态稳定性分析的主要内容包括暂态稳定、电磁稳定和小扰动稳定等。

3. 稳定性分析方法3.1 传统方法传统电力系统稳定性分析方法是基于数学模型和理论分析的,常用的方法包括等值模型法、状态空间法和频域法等。

这些方法适用于小规模、简单的电力系统稳定性分析。

3.2 数值模拟方法随着计算机技术的发展,数值模拟方法在电力系统稳定性分析中得到了广泛应用。

数值模拟方法可以模拟电力系统中各种干扰和失向条件下的稳定性情况,准确度较高。

常见的数值模拟方法包括潮流追踪法、时域仿真和频域仿真等。

3.3 智能算法近年来,智能算法在电力系统稳定性分析中的应用越来越广泛。

智能算法包括遗传算法、粒子群优化算法和人工神经网络等,可以通过学习和迭代优化来提高稳定性分析的准确性和效率。

4. 稳定性分析应用电力系统稳定性分析在电力系统的设计、运行和维护中具有重要意义。

4.1 设计应用稳定性分析可以用于电力系统的规划和设计,包括电源配置、线路布置和设备选型等。

通过分析系统的稳定性,可以优化系统结构,提高系统的稳定性和可靠性。

4.2 运行应用稳定性分析可以用于电力系统的运行控制和调度。

通过实时监测系统的稳定性指标,可以及时采取措施防止系统失稳,并进行合理的负荷分配和发电机出力控制。

4.3 维护应用稳定性分析可以用于电力设备的维护和故障诊断。

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析在当今社会中,电力系统的稳定性对于维持现代生活的正常运转至关重要。

电力系统的稳定性分析是评估和优化电力系统运行的关键环节。

本文将对电力系统稳定性分析进行探讨,以帮助读者更好地了解电力系统的运行情况和相关问题。

一、电力系统的稳定性概述电力系统是由发电机、输电线路、变电站、配电网等组成的。

在电力系统中,稳定性是指系统从各种扰动(如电力负荷突变、电网故障等)中恢复到平衡状态的能力。

稳定性分析的目的是通过分析电力系统在扰动下的响应,确定电力系统的稳定性并为问题的解决提供指导。

二、电力系统稳定性分析的方法1. 暂态稳定性分析暂态稳定性分析是评估系统在发生大幅短时干扰后的稳定性能力。

通过模拟系统在故障发生后的动态过程,包括发电机转子振荡、系统电压波动等,来判断电力系统是否能在有限时间内恢复平衡。

2. 过渡稳定性分析过渡稳定性分析是评估系统在发生大幅干扰后恢复平衡时的稳定性能力。

该分析主要关注系统的振荡过程,如频率、阻尼等,以确定系统是否在一定时间范围内恢复平衡。

3. 静态稳定性分析静态稳定性分析是评估电力系统在不同负荷水平下的稳定性能力。

通过分析系统的功率平衡、电压稳定等指标来判断系统是否能够稳定运行。

三、电力系统稳定性分析的重要性1. 保障电网安全稳定运行稳定性分析可以帮助电力系统的管理者和运维人员了解系统的脆弱点、潜在问题以及应对措施,从而保障电网的安全稳定运行。

2. 优化电力系统配置稳定性分析可以为电力系统的规划和设计提供指导,确保系统在遭受扰动时能够快速恢复平衡,降低系统损耗,并优化系统的配置。

3. 提升电力系统的可靠性电力系统的稳定性分析可以识别系统的瓶颈和薄弱环节,从而采取相应的措施提升系统的可靠性和韧性,降低系统故障和停电的风险。

四、电力系统稳定性分析的挑战与展望1. 大规模可再生能源的接入随着可再生能源的快速发展和大规模接入,电力系统的稳定性面临着新的挑战。

如何有效地融入可再生能源,并保持系统的稳定运行是当前亟需解决的问题。

电力系统的稳定性分析与控制策略

电力系统的稳定性分析与控制策略

电力系统的稳定性分析与控制策略一、引言电力系统是现代工业与生活中不可或缺的重要基础设施,保持电力系统的稳定运行对于经济和社会发展至关重要。

然而,电力系统面临着各种内外部的扰动和故障,这些会导致系统动态不稳定,甚至引发系统崩溃。

因此,电力系统稳定性分析与控制策略成为电力工程领域研究的重要方向之一二、电力系统稳定性分析1.动态稳定性分析动态稳定性分析是指电力系统在扰动或故障发生后,系统是否能够保持稳定的能力。

这种分析通常采用时间域仿真或频域分析等方法,通过模拟故障发生后的系统响应,得到系统的稳定性状况。

动态稳定性分析包括大扰动暂态稳定性和小扰动动态稳定性两个方面。

大扰动暂态稳定性主要研究系统在故障发生后能否从动态响应中恢复;小扰动动态稳定性主要研究系统在扰动条件下是否能保持稳定。

2.静态稳定性分析静态稳定性分析是指电力系统在平衡点附近的稳定性。

这种分析主要关注电力系统的潜在病态问题,为指导系统运行和规划提供依据。

静态稳定性分析主要包括强制稳定性和静态安全两个方面。

强制稳定性研究系统在任何操作点上对小干扰的稳定性;静态安全研究系统在可行域内的稳定性。

三、电力系统稳定性控制策略1.触发控制策略触发控制策略主要是在系统发生故障或扰动时,通过合理的控制动作触发系统保护装置的操作,将电力系统从不稳定状态转移到稳定状态。

常见的触发控制策略包括过电流保护、过电压保护、欠频保护等。

2.主动控制策略主动控制策略主要是通过主动干预系统的控制器,调节系统参数或控制信号,使得系统保持稳定。

主动控制策略包括PID控制、模型预测控制、自适应控制等。

3.调度控制策略调度控制策略主要是通过优化发电机组的出力、线路的输送能力以及负荷的分配等来维持电力系统的稳定。

调度控制策略考虑系统各个因素的优化,以提高系统能源利用率和稳定性。

四、总结电力系统的稳定性分析与控制策略是保持电力系统安全稳定运行的关键问题,对于提高系统运行效率和保障供电可靠性具有重要意义。

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析电力系统是现代社会的重要基础设施之一,对于能源供应的稳定性和可靠性有着重要影响。

电力系统的稳定性分析是确保电力系统运行安全稳定的关键步骤之一。

本文将从电力系统稳定性的概念、影响因素以及分析方法等方面展开讨论。

一、电力系统稳定性概述电力系统稳定性指的是电力系统在外部扰动下,经过一定时间后恢复到原有运行状态的能力。

电力系统稳定性主要分为动态稳定和静态稳定两部分。

1. 动态稳定动态稳定是指电力系统在发生扰动后,系统能够恢复到新的稳定工作点。

动态稳定分析主要涉及系统的振荡特性、发电机的暂态稳定以及系统的阻尼衰减等方面。

2. 静态稳定静态稳定是指电力系统在额定负荷条件下,系统能够保持稳定。

静态稳定分析主要涉及电力系统的负荷流和潮流计算,以及对系统进行电压稳定分析和过电压稳定分析等。

二、电力系统稳定性分析方法电力系统稳定性分析是通过建立电力系统的数学模型,采用数值计算方法进行系统响应的计算和仿真。

一般电力系统稳定性分析方法包括以下几种:1. 扰动响应法扰动响应法是最常用的电力系统稳定性分析方法之一。

该方法通过对电力系统进行一系列阻塞操作,如远端短路和发电机突然断开等,观察电力系统的动态响应,进而分析稳定性。

2. 频率扫描法频率扫描法是一种通过改变电力系统的激励频率,观察系统阻尼振荡特性的方法。

通过改变电力系统的激励频率,可以得到系统的频率响应曲线,从而评估系统的稳定性。

3. 参数灵敏度法参数灵敏度法是通过改变电力系统模型中的参数,观察系统响应的变化来分析稳定性。

这种方法可以用来确定系统中具有较大灵敏度的参数,从而指导系统的优化设计和运行调整。

4. 静态伏安分析法静态伏安分析法通过建立电力系统的潮流计算模型,对系统的电压和功率等进行分析,从而评估电力系统的稳定性。

该方法适用于静态稳定性分析,可以帮助发现潜在的电压稳定问题。

三、电力系统稳定性影响因素影响电力系统稳定性的因素众多,其中包括以下几个方面:1. 发电机能力和响应速度发电机的能力和响应速度对电力系统的稳定性有着重要影响。

电力系统的稳定性分析

电力系统的稳定性分析一、概述电力系统稳定性分析是电力系统运行状态评价的重要组成部分,它是指在电力系统出现扰动或故障时,系统恢复平衡的能力。

稳定性分析主要包括大范围稳定分析和小干扰稳定分析。

二、大范围稳定分析1.功率平衡方程大范围稳定分析主要考虑电力市场运行中出现的电力故障、过负荷、电压失调等因素,其稳定性分析主要建立在功率平衡方程的基础上。

功率平衡方程主要是描述电力系统在稳态时,功率的产生、输送和消耗的平衡关系,因此如下:P\_i - D\_i = ∑B\_{ij}(δ\_i - δ\_j) + ∑G\_{ij}(V\_i - V\_j)其中,P_i是母线i的有功需求,D_i是母线i的有功供给。

Bii是母线i对地电导,Bij是母线i与母线j之间的电导,δ_i是母线i的相角,V_i是母线i的电压,Gij是母线i与母线j之间的电导,而∑B\_{ij}(δ\_i - δ\_j)是相邻母线之间的励磁无功交换。

2.风险源目录在大范围稳定分析中,还需要进行风险源目录的分析。

这主要是基于故障的综合性研究,以及稳态运行某一元件的风险。

目录可分为元件目录和风险源目录。

元件目录主要是列举单个元件故障的可用性需求和可靠性指标,决定元件的运行状态。

而风险源目录主要是对故障进行分类,找到相关系统的最小数字,连续排序,避免同一数字的重复出现。

3.故障分析故障分析是大范围稳定分析的重要组成部分。

故障种类包括短路和开路,故障后电网可能形成的模式有三种:Ⅰ型模式、Ⅱ型模式、Ⅲ型模式。

Ⅰ型模式是由多输入单输出电源和单输入多输出负载组成,其中二者结合只能形成一补偿电容,故而电源能够满足负载的电感成分。

Ⅱ型模式是由多输入多输出电源和负载组成,缺少电容分量导致电源不能满足负载的电感成分,必须通过延迟公共电压板或转移核心来完成,因而需要额外的控制技术。

Ⅲ型模式是由多输入多输出电源和负载组成,其中二者之间不存在补偿电容,但可以共同大范围地控制发电量、充电、放电等。

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析电力系统稳定性是指电力系统在不受外界扰动的情况下,从一个运行状态转变到另一个运行状态的能力。

在电力系统中,稳定性是保障电力系统安全稳定运行的重要指标。

电力系统的稳定性问题一直备受关注,因为稳定性问题可能导致电力系统的黑启动、发电机停机失稳、龙卷风等灾害事件以及大规模停电等影响。

因此,对电力系统的稳定性进行准确分析和评估是非常重要的。

电力系统的稳定性问题主要包括电压稳定性、转速稳定性和频率稳定性。

电压稳定性指的是电力系统中各个节点的电压维持在合理范围内,不会过高或过低;转速稳定性指的是发电机在电力系统中不会出现过快或者过慢的速度变化;频率稳定性是指电力系统中的频率能够维持在额定值附近,不会出现大幅度的偏离。

稳定性问题主要是由电力系统中的各种动态不平衡因素引起的,如电力负荷突变、机械负荷突变、系统故障等。

因此,稳定性分析需要考虑系统中各个元件之间的相互作用关系和动态响应特性。

电力系统稳定性分析首先需要建立电力系统的数学模型。

电力系统模型是对电力系统中各个组成元件进行描述和分析的数学工具。

电力系统模型通常包括传输线路模型、发电机模型、负荷模型和开关设备模型等。

在电力系统模型的基础上,可以利用潮流计算、短路计算、暂态稳定计算等方法对电力系统的稳定性进行分析。

潮流计算用于分析电力系统中的电压和功率分布,短路计算用于分析电力系统中的短路故障和故障电流分布,暂态稳定计算用于分析电力系统中的暂态过程和装置的响应。

在稳定性分析中,常用的方法包括苏格兰梅尔夫鲁哈特法(Scherben法)、Lyapunov稳定性分析、模态分析等。

苏格兰梅尔夫鲁哈特法是一种常见的线性化分析方法,通过分析系统的特征根和特征模式来评估电力系统的稳定性。

Lyapunov稳定性分析是一种非线性分析方法,通过构造Lyapunov函数来判断系统的稳定性。

模态分析是一种广泛应用于电力系统中的分析方法,通过将电力系统模拟成多维振动系统,可以分析系统中各种模态的特性。

电力系统的稳定性分析

电力系统的稳定性分析一、引言电力系统是一个复杂的系统,由多个电力设备组成,并分布在不同位置上。

如果电力系统不稳定,会导致系统停电或设备损坏。

因此,对电力系统进行稳定性分析具有重要意义。

二、电力系统的稳定性电力系统的稳定性是指系统在扰动后,能够保持稳定的能力。

扰动可以是外部扰动(如雷击、风暴)或内部扰动(如电力设备失效)。

电力系统的稳定性可以分为动态稳定性和静态稳定性。

动态稳定性是指系统经过一段时间后,能够恢复到稳态工作状态的能力。

静态稳定性是指系统在扰动后重建稳态状态的速度。

三、稳定性分析方法稳定性分析的目的是确定系统是否能够恢复到稳态工作状态。

稳定性分析方法可以分为两类:定量和定性。

定量方法是通过数学模型计算系统的稳态和动态状态,确保系统都在一定范围内。

其中最常用的方法是模拟仿真。

定性方法是从系统本身的特性出发,分析其在扰动后的响应。

例如,通过估计系统惯量和阻尼,可以估算系统在扰动后的动态响应。

四、分析电力系统稳定性的例子针对电力系统的稳定性分析可以使用多种工具和方法。

例如,可以使用动态仿真,预测不同场景下系统的稳定性。

下面我们以南方电网为例。

南方电网是中国大陆的一个大型电力系统,由高压输电线路和变电站组成。

我们可以通过建立南方电网的稳定性模型,预测在各种不同的系统扰动情况下,系统的稳定性如何。

这个模型应该考虑南方电网的结构和所有电力设备的特性,包括发电机、变压器、电缆电线、开关设备等等。

同时,还需要基于电力设备的运行数据,估算系统的惯量和阻尼等参数。

基于这些数据,我们可以建立南方电网的稳定性模型,模拟不同场景下的稳定性。

例如,在发电机失效时,模型可以计算出系统是否可以恢复到稳定状态。

然后,我们可以针对模型的输出结果,分析潜在的稳定性隐患,采取措施来强化南方电网的稳定性。

五、结论电力系统的稳定性分析是重要的,旨在确保系统能够在所有场景下保持高效和安全运行。

稳定性分析方法可以分为定量和定性,并且可以用于分析不同类型和规模的电力系统。

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、引言电力系统是一个复杂的工程系统,由发电厂、输电网和用户构成,承担着将电能从发电厂输送到用户的任务。

然而,电力系统在运行过程中会面临各种稳定性问题,如电压稳定、频率稳定等。

因此,进行电力系统的稳定性分析与控制是确保电力系统稳定运行的关键。

二、电力系统稳定性分析1. 直流稳定性分析直流稳定性是指电力系统在小扰动下保持稳定的能力。

直流稳定性分析通常采用潮流分析和稳定性裕度分析等方法,通过对各种外界扰动的响应进行分析,判断系统的稳定性。

2. 暂态稳定性分析暂态稳定性是指电力系统在大扰动下恢复到稳态的能力。

暂态稳定性分析主要通过考虑系统的动态特性,模拟系统在发生突发故障后的状态演化过程,评估系统的恢复能力。

3. 频率稳定性分析频率稳定性是指电力系统在负荷波动或发电机出力变动等扰动下,保持频率稳定的能力。

频率稳定性分析主要通过考虑负荷-发电机动态平衡关系,研究系统内外力量的平衡情况,判断系统的频率稳定性。

三、电力系统稳定性控制1. 感应控制感应控制是一种基于传感器的反馈控制方法,通过实时监测电力系统的状态参数,根据预定的控制策略,及时调整系统的运行状态,以维持系统的稳定性。

感应控制可以应用于各个层次,如发电机控制、输电线路控制等。

2. 智能控制智能控制是一种基于人工智能技术的控制方法,通过分析电力系统的大量数据,构建系统的模型,并利用智能算法进行控制决策。

智能控制能够自动学习和优化控制策略,提高系统的响应速度和控制精度。

3. 前馈控制前馈控制是一种预先根据系统特性设计的控制方法,通过在系统中引入控制信号,改变系统的输入,从而达到控制系统的稳定性。

前馈控制可以通过增加补偿装置、改变发电机出力等方式实现。

四、电力系统稳定性分析与控制的挑战与进展1. 挑战电力系统稳定性分析与控制面临着数据海量、复杂性高等挑战。

此外,电力系统的分布式发电和新能源接入等新技术也给稳定性分析与控制带来了新的挑战。

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电力系统的稳定性分析南京农业大学工学院彭雪峰 向蝶一、 什么是电力系统的稳定性,可靠性?电力系统的任务是向用户提供源源不断、质量合格的电能。

由于电力系统各种设备,包括发电机、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备,都会发生不同类型的故障,从而影响电力系统正常运行和对用户正常供电。

电力系统故障,对电力企业、用户和国民经济某些环节,都会造成不同程度的经济损失。

随着社会现代化进程的加快,生产和生活对电源的依赖性也越来越大,而停电造成的损失也日益增大。

因此,要求电力系统应有很高的稳定性和可靠性。

我国“七五”期间,电站建设总规模为6000万千瓦至6500万千瓦,主要是20万千瓦以上机组。

而我国单机容量20万千瓦至32万千瓦机组的可靠性指标—可用率低于国外先进水平5%一12%,如果能将发电机组可用率提高5%,则相当于同期在国家不增加投资的情况下,多增加300万千瓦至325万千瓦发电容量,这是非常大的经济效益。

可靠性一般可理解为:元件、设备、系统等在规定的条件下和预定的时间内,完成其规定功能的性能。

电力系统的可靠性是指在规定频率和一定的电压偏移范围内,保证电力供应的性能。

电力系统可靠性基本上可以用供电不间断性和可维修性来描述。

电力系统运行可靠性,就是系统承受这样或那样扰动的能力,可以以系统的稳定程度来描述。

系统稳定又可分为在系统中常发生的小扰动时的静稳定性和大扰动时的动稳定性。

扰动是多种多样的,例如,输电线短路、失去发电功率、增加负荷或甩负荷等等。

电力系统可靠性取决于发供电设备和线路的可靠性、电力系统结构和接线、备用容量、运行方式(静态稳定和动态稳定储备)以及防止事故连锁发展的能力。

二、 为什么要提高电力系统稳定性?电力系统是由发电、供电和用电设备组合在一起的一个整体,各设备之间相互关联,某一个设备运行情况变化(如参数改变、发生事故等),都会影响到其他设备,有时甚至会波及整个电力系统。

因此,当电力系统的生产秩序遭受扰乱时,系统应能自动地迅速消除扰乱,继续正常工作,这就是电力系统应该具备的稳定运行能力。

这种能力的大小取决于系统结构、设备性能和运行参数等多方面的因素。

换言之,对于具体的电力系统,保持稳定运行的能力有大小,如果超过能力的限度,电力系统就会失去稳定,发电机就不能正常发电,用户就不能正常用电,并且引起系统运行参数的巨大变化,往往会造成大面积停电事故。

可见电力系统稳定运行是关系安全生产的重大问题。

通常,为了分析方便,把电力系统稳定分为两类:静态稳定和动态稳定。

静态稳定是指发电机在稳定状态运行时,经受某种极其微弱的干扰后,能自动恢复到原来运行状态的能力,其恢复能力用静态稳定储备系数来衡量。

电力系统具备静态稳定性是正常运行的基本条件。

动态稳定是指电力系统受到大的干扰时,例如:大容量负荷突然切除;运行中发电设备突然切除;以及发生短路故障等等,能从原来的状态迅速过渡到新的运行状态,并在新的状态下稳定运行的能力。

为了防止发生电力系统稳定破坏事故,调度人员应该进行计算和分析工作,掌握稳定情况,寻求提高稳定性的措施,在进行电力系统运行和事故处理时,也应该保持足够的发电储备。

三、 电力系统稳定运行的基本要求是什么?为了保证电力系统稳定运行,电力系统必须满足以下要求:(1)为保持电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平,系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量,并有必要的调节手段。

在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时, 均不应发生自发振荡。

(2)要有合理的电网结构。

(3)在正常方式(包括正常检修方式)下,系统任意一个元件(发电机、线路设备、变压器、母线)发生单一故障时,不应导致主系统发生非同步运行, 不应发生频率崩溃和电压崩溃。

(4)在事故后经调整的运行方式下,电力系统仍应有符合规定的静稳定储备,其他元件按规定的事故过负荷运行。

(5)电力系统发生稳定破坏时,必须有预定措施,以缩小事故范围减少事故损失。

四、电力系统安全稳定性方面存在的问题随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及电力电子技术的飞速发展及其在电力系统中的应用,有关电力系统的安全稳定性分析方面出现了许多亟待探讨的问题,主要体现在以下几个方面:(一)电力系统中的数据利用电力系统的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据,例如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。

然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据所包含信息量的极少一部分,隐藏在这些数据之后的极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系,对电网调度人员来说,这些信息具有极其重要的参考价值。

(二)电力系统安全稳定性的定量显示随着电力市场的形成和发展,系统将运行在其临界状态附近,此时安全裕度变小,调度人员也面临着越来越严峻的挑战。

为此,我们要深入了解在新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质,找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测,同时,我们还需要使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平,估计各种参变量的稳定极限,同时使用更多的高维可视化技术,对电力系统安全稳定的演化过程进行可视化和动态分析、模拟。

为调度人员创造一个动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析电力系统的安全稳定问题。

(三)电力系统安全稳定性的评价及控制由于电力系统的扰动类型极其复杂多样,无法完全预测,调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行。

这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。

五、 提高电力系统运行的安全稳定性的对策研究为解决上述问题,工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律,并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析,在这种情况下,单凭人力已无法完成这种数据分析任务,为此,研究新的智能数据分析方法,更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作,对提高系统运行的安全稳定性具有重要的意义。

(一)运用数据仓库技术有效利用电力系统中的大量数据数据仓库是一种面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合。

它就像信息工厂的心脏,为数据集市提供输入数据,数据挖掘等探索。

数据仓库具有如下四个重要的特点:(1)面向主题:主题是在一个较高层次上将数据进行综合、归类并进行分析利用的抽象。

面向主题的数据组织方式,就是在较高层次上对分析对象的数据的完整、一致的描述,能统一地刻画各个分析对象所涉及的各项数据,以及数据之间的关系。

(2)集成的:由于各种原因,数据仓库的每个主题所对应的数据源在原有的分散数据库中通常会有许多重复和不一致的地方,而且不同联机系统的数据都和不同的应用逻辑绑定,所以数据在进入数据仓库之前必须统一和综合,这一步是数据仓库建设中最关键、最复杂的一步。

(3)不可更新的:与面向应用的事务数据库需要对数据作频繁的插入、更新操作不同,数据仓库中的数据所涉及的操作主要是查询和新数据的导入,一般不进行修改操作。

(4)随时间不断变化的:数据仓库系统必须不断捕捉数据库中变化的数据,并在经过统一集成后装载到数据仓库中。

同时,数据仓库中的数据也有存储期限,会随时间变化不断删去旧的数据,只是其数据时限远比操作型环境的要长,操作型系统的时间期限一般是6090天,而数据仓库中数据的时间期限通常是5-10年。

(二)运用数据挖掘技术挖掘电力系统中潜在的有用信息数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。

数据挖掘的功能和目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识,它主要具备以下五大功能:(1)概念描述。

概念描述就是对某类对象的内涵进行描述,并概括这类对象的有关特征。

概念描述分为特征性描述和区别性描述,前者描述某类对象的共同特征,后者描述不同类对象之间的区别。

(2)关联分析。

数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发现的知识。

若两个或多个变量的取值之间存在某种规律性,就称为关联。

关联可分为简单关联、时序关联、因果关联。

关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。

有时并不知道数据库中数据的关联函数,即使知道也是不确定的,因此关联分析生成的规则带有可信度。

(3)聚类。

数据库中的记录可被化分为一系列有意义的子集,即聚类。

聚类增强了人们对客观现实的认识,是概念描述和偏差分析的先决条件。

聚类技术的要点是,在划分对象时不仅考虑对象之间的距离,还要求划分出的类具有某种内涵描述,从而避免了传统技术的某些片面性。

(4)自动预测趋势和行为。

数据挖掘技术能够自动在大型数据库中寻找预测性信息,以往需要进行大量手工分析的问题如今可以迅速直接地由数据本身得出结论。

(5)偏差检测。

数据库中的数据常有一些异常记录,从数据库中检测这些偏差意义重大。

偏差包括很多潜在的知识,如分类中的反常实例、不满足规则的特例、观测结果与模型预测值的偏差等。

(三)运用基于风险的暂态稳定评估方法增强对电力系统安全稳定性的评价及控制基于风险的暂态稳定评估方法首先对评估系统的暂态安全风险逐个元件进行分析,然后综合给出相应的风险值。

这种评估方法不仅可以分析稳定概率性,也可以定量地分析失稳事件的严重性,即事故对系统所造成的后果。

它能有效地把稳定性和经济性很好地联系在一起,给出系统暂态稳定风险的指标,并在一定程度上提高输电线路的传输极限,这将有利于增加社会效益。

参考文献:[1]张建平、陈峰,《福建电力系统安全稳定性研究》,载《福建电力与电工》2001,4.[2]潘星、张建平,《变频器广泛应用对电力系统的影响》,载《变频器世界》2006,8.。

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