电网无功分区域优化（毕业论文）(3)

实际电力系统不可能绝对的停留在某个状态（虽然理论分析中通常基于这种假设），各种扰动时刻不停地在发生，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

对大扰动，系统的稳定性与扰动类型、地点以及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，降低系统的稳定性 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故障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系统不稳定时，转子相对角持续不断上升或电压持续不断下降，连锁性的机组或线路跳闸、系统的重要部分停电

2.3电力系统稳定分类

稳定性在本质上是不同方向的作用力互相平衡的结果电力系统作为一种高维、多变量的动力系统来看，其动态过程受到网络拓扑、运行条件和扰动类型等多方面的影响，各种力的失衡有多种形式，表现为多种不稳定现象

前述简单的稳定性定义不能采取通用的简单方法进行分析，需要根据具体的失稳现象采用适当的描述方式突出重点问题合适的分类工作是有效的分析解决电力系统稳定问题的基础可观察到的系统主要变量在失稳过程中中表现出来的性质致失稳过程的扰动的大小（可决定在稳定分析、计算和预测时采取的方法） 为评价稳定性需要考虑的元件、过程及时间范围 分类示意图：

6

2.3.1 功角稳定

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一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

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（功角关系），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。

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 a. 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到20秒

从失稳方式划分：振荡失稳和非振荡失稳两种实际电力系统中通常出现的都是阻尼转矩不够导致的振荡失稳的现象

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 从失稳区域划分

7

局部失稳：

一台或几台机组相对系统的其他部分的振荡（局部振荡模式）逐渐增

幅影响因素包括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 b.大扰动功角稳定（暂态稳定）

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，而且取决于扰动的严重程度 失稳方式

通常是由于缺乏足够的同步力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导致大的转子角偏移

第一摆稳定后由于系统的非线性特性对某一振荡模式的影响也可能导致失稳 时间尺度

通常是扰动后3到5秒

对具有明显的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到20秒

从时间尺度来看小扰动功角稳定和暂态稳定问题都应归类为短期稳定

2.3.2 频率稳定

在导致系统发电量和负荷量出现明显不平衡现象的严重扰动发生后，系统维持频率的能力取决于在损失最小负荷的前提下系统维持或恢复发电量和负荷量之间的平衡关系的能力

频率失稳的现象是频率持续波动并导致切机和/或切负荷严重扰动下系统的频率、电压、潮流等都会大幅变化，因此分析时需要考虑一些常规的暂态稳定和电压稳定中不会考虑的过程、控制和保护手段，如锅炉、低周减载等

8

大型互联系统中严重故障常常会到子系统解列，此时稳定研究的目的是确定是否可以在最小负荷损失的前提下达到每个解列区域的平衡状态

频率稳定的分析常常针对系统或解列区域的平均频率进行引起频率稳定问题的原因包括：不适当的设备特性、不正确的控制和保护整定或者不充足的发电备用

孤立系统中出现导致切机或者切负荷的扰动时常常需要关注其频率稳定问题

在频率偏移的过程中起作用的设备和调节过程的时间尺度可以是几分之一秒，如低频减载、发电机控制系统和保护系统，也可以是数分钟，如原动机功率调节系统和负荷电压调节系统因此频率稳定过程既可能是短期现象，也可能是长期现象

频率偏移过程中电压也可能会明显变化，特别是在减载装置动作的孤立系统中。电压变化的百分比甚至可能大于频率变化的百分比，并进一步加剧发电量和负荷的不平衡

2.3.3 电压稳定

给定初始运行条件下发生扰动后电力系统维持其所有节点电压值的能力取决于电力系统维持或恢复负荷需求和负荷供给之间的平衡关系的能力电压失稳通常表现为部分节点电压逐渐下降或上升

可能导致的后果损失部分负荷保护系统切除联络线或其他设备并导致连锁反应，部分发电机也可能在此过程中失去同步

导致电压失稳的主要原因通常是负荷特性，如电动机的滑差特性、配电网的电压调节装置、带分接头调节的变压器等，其试图恢复负荷的努力常常增加了高压网无功供应的负担并进一步加大了电压降输电网络中的电抗限制了功率传输和电压支撑的能力，其导致的电压降落在电压失稳的过程中也起重要作用

大部分电压失稳现象表现为电压的持续下降，但电压上升的失稳情况也是存在的并发生过HVDC(高压直流输电)也可能引起电压稳定问题

控制系统调节不当可能导致交流侧无功供应不足，所引起的电压失稳过程通常是快速的（秒级甚至更快）换流变的分接头调节动作也可能引起电压失稳，但

9

失稳过程会慢的多 a.小扰动电压稳定

指微小扰动（如负荷增加）下系统维持电压的能力

在适当的假设条件下，可以采用线性化模型计算系统的灵敏度信息从而判断影响稳定性的因素

由于线性化模型不能考虑如分接头调节之类的离散控制的影响，常常将线性化分析和非线性分析组合起来使用 b.大扰动电压稳定

指大扰动（如系统故障、切机、断线等）下系统维持电压的能力影响这一过程的因素包括系统和负荷特性、各种连续控制和离散控制的效果以及保护系统的动作情况

确定大扰动下的电压稳定性要求对系统在扰动后足够长时间的响应进行分析，并考虑电动机、变压器分接头、发电机励磁限制等因素的影响时间尺度可能从几秒到几十分钟

短期电压稳定：时间尺度为数秒

包括电动机、HVDC换流器等元件需要对适 …… 此处隐藏：1464字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……