《动态电力系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动态电力系统（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、参考书籍,Carson W. Taylor, Power System Voltage Stability P. Kundur, Power System Stability and Control 倪以信， 动态电力系统理论和分析 王满义,吴竟昌,蒙定中，大电网系统技术 袁季修， 电力系统安全稳定分析 张伯明， 高等网络分析,Main Resources for Power System Analysis and Research (电力系统分析研究的主要信息资源),IEEE Review /Power EngineeringElectra (CIGRE，英/法语）中国期刊网,Cont,Re
2、ports ： 美国电力科学研究院：EPRI电科院情报所 国际大电网组织： CIGRE电科院情报所,Cont,Research Articles：IEEE Trans. on Power Systems (PS)IEEE Trans. on Power DeliveryIEEE Trans. on Energy ConversionIEEE Trans. on Circuit SystemsIEEE Computer Applications in Power Proceeding of the IEEE,Cont,Conference Proceedings : IEEE winter an
3、d summer meetings 地区国际会议,电压稳定的基本概念,在过去二十几年中，电网运行越来越接近于极限状态。主要有几个原因： 环保对电源建设和线路扩建的压力 重负荷区域的用电消费增加 电力市场下的新的系统负荷方式（潮流方式） 。,Cont,无论是发达国家的还是发展中国家中，都存在负荷、线路和电源间的矛盾： 用户负荷在增加 电网扩建却面临着更大的问题由于网络运行在重载情况下，出现了慢速或快速的电压跌落现象，有时甚至产生电压崩溃，电压稳定已成为电力系统规划和运行的主要问题之一。,电压失稳的定义,文献TVCUTSEM ：电压失稳产生于 动态的负荷功率的恢复 在传输网和发电系统的能力之外,C
4、ont 进一步解释,n电压：许多母线的电压发生明显的、不可控的下跌。 n失稳：超越了最大的传输功率极限，负荷功率的恢复变得不稳，反而降低了功率的消耗，这是电压失稳的关键。 n动态：任何稳定问题与动态有关，可以用微分方程（连续变化）或用差分方程（离散变化）模拟。 n负荷：是电压失稳的原动力，因此这一现象也被称为负荷失稳，但负荷不是仅有的角色。,Cont 进一步解释,n传输网：有传输极限，从基本电工理论就可是到这个结论，这一极限是电压失稳的开始。 n发电系统：发电机不是理想的电压源，其模型的准确性对正确的电压稳定十分重要。与电压稳定相关的另一术语是电压崩溃。电压崩溃可能不是电压失稳的最终结果。,C
5、ont 无功功率的角色,Note：定义中没有引入无功功率。在交流网中，电抗线路占主导，电压控制和无功功率有密切的关系。 作者的意图：不过于强调它在电压稳定中的作用。有功功率和无功功率二者同时对电压稳定有重要的作用。 作者的实例：表明电压失稳与无功功率没有因果关系。,电压失稳范例,E,R,RL,P,t,RL,t,Po,E,Cont,范例中：没有无功功率，没有功角稳定问题，但具有电压失稳的主要特征。交流电力系统中， 无功功率使得问题变得更复杂，但不是问题的唯一根源。 传输有功功率仍然是电力系统的主要功能，而无功功率的传输和消耗也是的电力系统的不可缺少的一部分。,电压稳定VS电力系统稳定,时间 |
6、发电机驱动 负荷驱动 快速 | 功角稳定 快速电压稳定| 暂态 静态 长过程 | 频率稳定 长过程电压稳定*可以用不同的方法对稳定问题进行分类。上面的分类可以有效地分别电压稳定与功角稳定的差别。,Cont,快速稳定问题：暂态功角稳定：无同步力矩，缺乏阻尼小扰动稳定：缺乏阻尼短期电压稳定：感应电动机和受控负荷，HVDC暂态功角稳定和快速电压稳定很难分开：负荷（负荷模型）对功角稳定有影响发电机（发电机模型）对电压稳定也有作用。,Cont,长过程稳定问题： 频率问题：发电与负荷的不平衡 电压问题：发电与负荷的距离取决于网络结构,传输网,电网传输的基本特性,Cont 有功功率传输,假设线路是无损耗的。
7、有功和无功的传输取决于线路两端的电压幅值和相角的。受电端有：,Cont 有功功率传输,送电端有：,Cont,最大的传输功率发生在=900。 注意稳定和不稳定的平衡点 （SEP/UEP: Stable/Unstable Equilibrium Point，这是电力系统稳定分析的直接法的二个重要的概念）。 对于典型的功率传输和功率角，例如当=30o， 有Sin，可近似写作PPmax 。常说有功传输主要取决于功率角度。,无功功率传输,如果 V1=V2: 两端发电机同时担任传输有功功率时所需用的无功功率 如果 V1 != V2, Cos1时,Cont,无功传输主要联决于电压幅值 从较高电压端注下低电压
8、端 (这样的假设在重负荷的情况下就不成立) Q不能通过大功角或过大的电压落差传输 大功角差:长输电线（大X）和大功率传输 电压必须保证在1005%之内 相比于P, Q不可能以长距离传输,Cont,减少无功传输： 减少有功损耗，提高经济性； 减少无功损耗，减少无功设备投资。 减少功频过电压,与电压稳定相关的因素,网络的二个基本特性 最大传输功率 负荷与网络电压关系 考虑网络元件对传输功率的影响 串取补偿和并联补偿， 有载调压；,Single Load System,E,PjQ,最大传输功率,无约束的最大传输功率 负荷：Zl Z* 给定功率因数下的最大传输|Zl| = |Z| 最大传输功率决于网络
9、参数，与负荷特征无关。,功率-电压关系,Q=Ptanf, 可得一组曲线，称为鼻族曲线 (Nose Curve),PF(power factor),失稳机理,网络对负荷的PV特性 功角稳定分析中，负荷随电压和频率变化。 电压稳定研究中，负荷特性通常包括二部分：对电压的函数和对独立变量的函数。负荷需求为P=Po特定的，代表一条曲线并与V（P，Q）表面相交，相交点就是可能的运行点，当 变化，则相交点也变化。所有的需求值求得交点，就得网络P-V特性不确定负荷功率如何随电压变化就不能确定网络特性,失稳的现象,网络稳定运行的前提存在平衡点。失稳的可能性：网络参数变化负荷增加 实际情况中：大扰动会引起失稳现
10、象。扰动后，网络的特性会有突变，因而扰动后的网络特性曲线与负荷的无交点。,负载极限与最大传输功率,当负荷渐渐增加。曲线与网络特性曲线相切，如果继续再增加就没有交点了。负载极限不一定与最大传输功率一致，这取决于负荷特性,无功补偿,负荷补偿最常用的是电容器，以平衡传输网的主导的电抗, 。 网络补偿串取和并联补偿两类：也有用电抗器的时间，以吸收电容性无功。以改善电网运行，如维护电压减少线路电抗因而减少网损，提高稳定性。,线路的串联补偿,减少线路电抗、补偿后一般在0.30.8之间。 作用：减少发电机与负荷的电气距离，于是，提高网络的最大传输功率 效果：暂态稳定和电压稳定的有利措施，具有的自适应的特性,
11、并联补偿,并联电容器和电抗器：投切：手动或自动(VS. 串联装置) 动作更频繁。电抗器：防止超高压网的轻载过压现象，,SVC：Static Voltage Compensation,SVC：受电压控制的并联补偿装置 一般，SVC装设在中压网，通过对高压网的电压测量控制并联导纳-母线电压 昂贵成本快速响应效果 对暂态功角稳定和快速电压稳定 极限情况下，是常规的电容器或电抗 对电压稳定不利 不如极限状态下的发电机和调相机。,有载调压器,(U)LTC: (Under) Load Tap Changer 变压器的作用：从负荷端来看，电网具有恒定电压 ! 电网中的主要变压器有： 配电变压器 高压/中压变压器 联络变压器，超高压/高压变压器 发电机升压变压器,第一类变压器：影响负荷的动态特性 后三种变压器对网络特性的影响 LTC的电压控制作用是缩短电源和负荷的电气距离 有的系统的电源和负荷的电气距离较远，如果没有LTC的电压控制作用就不可能运行。 多级LTC控制电压，原理是一样的。 各级LTC的动态特性的互相影响对稳定有很大的影响。 （see 典型故障）,
