第六章 电力系统稳定性

电力系统稳定性分析

天津大学硕士学位选修课

电力系统稳定性分析Introduction to Power System Stability Analysis

第6章

暂态稳定性分析

授课人：魏 炜2016年1月11日

电力系统稳定性分析

电力系统稳定性分析

引言根据IEEE建议，电力系统稳定性可以根据受扰大小进行分类： 大扰动稳定(Transient Stability):系统在经历一些大的扰动后 (线路出现三相短路、变压器突然停业、发电机和重要负荷的突 然退出等),系统是否能够过渡到一个新的运行点(平衡点); 小扰动稳定(Small Signal/Steady State Stability):系统在缓慢变 化过程中，系统的关键参量不出现急剧的变化(自发的振荡或单 调的发散);等效定义：受到微小扰动后可恢复原来运行状态， 也常被称为是运行点的稳定性。 静态稳定(Static Stability):系统在运行过程中，潮流方程存在 可行解，同时各种关键设备的限制(发电机出力上下限、线路或 变压器的传输极限等) 能够得到满足，也称为Static Power Flow Stability,近年来这方面的很多研究多侧重研究电力系统静态电 压稳定性问题。第2页

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引言此外，通常还可以根据系统最后失稳的场景和性质进行划分， 将系统稳定问题分为： 功角稳定(Power-Angle Stability, Transient Stability):系统在经 历扰动后，某些发电机的转速出现持续加速/减速或与其他发电 机产生持续的振荡，系统无法正常运行； 电压稳定(Voltage Stability):系统在扰动后，系统关键节点的 电压出现持续振荡或单调的下降，导致系统无法正常运行；

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引言

大负荷区暂态 稳定 a) 功角失稳和电压失稳的场景，可能是大扰动引起的，也可能 是由于小扰动引起的，因此也可以进一步细分为大扰动(暂态) 的功角/电压稳定性、小扰动(暂态)的功角/电压稳定性。也即： 上述两种分类方法是相互补充的； b) 大扰动情况下系统的功角稳定性是人们长期研究的一个问题， 早期城市规模较小，负荷分散，单纯的电压稳定性问题很少 发生，因此在学术/工业界，常将暂态稳定性和大扰动的功角 稳定性等同，在阅读文献时，需要注意； c) 在我国实际电力调度运行部门习惯上称小扰动稳定(负荷的缓 慢变动引起的单调或振荡情况)为动态稳定性；

d) 系统稳定是一个统一概念，只是出于研究的方便，才人为地 划分了各种稳定性问题。第4页

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第六章 电力系统暂态稳定分析提※ ※

纲

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

简介 时域仿真分析方法 网络方程及其相关模型 简单系统稳定性分析 暂稳分析中FACTS元件的考虑 小结

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第6章 暂态稳定分析—简介首先强调：暂态稳定分析

,特指系统在受到大扰动后能否 过渡到一个新的运行点的稳定性问题。因此根据前面的分类， 它涵盖了大扰动的功角和电压稳定性。 大扰动的功角稳定性：一般指系统在出现大的扰动后的单摆 稳定问题，研究的时间较短(几秒之内) 。 大扰动的(中长期)电压稳定性：需要同时考虑快速变化元件 (发电机机电-暂态过程、励磁调节器、PSS装置、HVDC、 FACTS元件等)和慢速调节设备(原动机及其调速器、恢复性动态 负荷)的动态过程，时间跨度几十秒到几分钟。 现在，大扰动后的多摆功角稳定性也成为业界关注的一个热 点问题，这一问题的时间跨度和大扰动后的电压稳定性基本吻 合(中国国电公司修改了运行导则，仿真时间50秒)。 基于WAMS的系统暂态稳定在线评估研究是一个热点。第6页

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第6章 暂态稳定分析—简介单摆稳定

单摆不稳定

多摆不稳定第7页

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第6章 暂态稳定分析—简介暂态稳定的一般场景系统出现较大扰动 故障点出现短暂的暂态过程(电磁暂态) 线路潮流出现变化 发电机输出的电磁功率受到影响 因发电 机原动机系统调节特性较慢(几秒到几分钟) 发电机转子转矩 出现失衡 导致部分发电机加速或减速 进一步导致网络中的 潮流出现振荡型变化 引起FACTS/HVDC/Exciter/Governor等 的进一步变化，在此过程中，故障元件可能被切除，人为的或 预先设定的一些控制环节会动作。

处稳定下来 系统在一个新的运行点 速, 导致失步 部分发电机持续加/减 系统部分节点电压出现 急剧变化

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第6章 暂态稳定分析—简介暂态稳定涉及的系统参数变化 网络和相关设备的电磁暂态过程 时间跨度为毫秒级，一般简化处理为代数变量，即 利用其 稳态结果参与稳定计算 波过程、谐波衰减、定子及线路电 网络潮流参数的动态变化 (( 包括长线的波过程和谐波 ) 磁暂态过程) 继电保护装置动作引起的电磁暂态过程 发电机的机电暂态过程(转子在电磁功率变动过程中动态) 在传统的暂态稳定研究中，重点关注的动态变量，此方法 Exciter/FACTS元件的控制过程 称为Quasi Steady State Model/Approach 动态负荷的变化 慢调节 …… 此处隐藏：1561字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……