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1、2018/10/8,1,动态电力系统,华南理工大学电力学院夏成军,2018/10/8,2,联系方式,夏成军 020-33905465 13544338436 QQ:37229926 广州五山华南理工大学电力学院 510640,2018/10/8,3,夏成军 个人简历,19911995西安交通大学电气工程系 19951997武汉钢电股份有限公司 19972003华中科技大学电力系统及其自动化专业硕博连读 20032005江苏省电力公司/东南大学博士后工作站 2005华南理工大学电力学院 教学：发电厂电气部分、电力系统通信技术、动态电力系统、电力系统分析 科研：电力系统安全稳定控制、EMS高级应
2、用软件、电力系统仿真、HVDC与FACTS,2018/10/8,4,提纲,课程主要内容 课程参考资料 SCUT电力系统自动化专业方向 电力系统概述,2018/10/8,5,本课程的主要内容,电力系统概述 电力系统元件的动态特性和数学模型 同步发电机 发电机励磁系统和PSS 原动机及调速系统 负荷 HVDC FACTS 线路、变压器？ 电力系统电磁暂态过程分析 电磁暂态过程数值计算的基本方法 集中参数电磁耦合元件的暂态等值计算电路 多导线线路的暂态过程计算,2018/10/8,6,本课程的主要内容,电力系统稳定问题概述 电力系统暂态稳定性分析 数值解法 直接法（EEAC法、暂态能量函数法） 电力
3、系统静态稳定性分析（小干扰稳定） 线性化 全特征值分析法 降阶选择模式分析法 全维部分特征值分析法 低频振荡、小扰动稳定 电力系统次同步谐振分析 次同步谐振（SSR）、轴系扭振 简单电力系统次同步谐振分析（串联电容） 多机系统次同步谐振分析 电压稳定性分析简介,2018/10/8,7,专业方向,电力系统稳定分析与控制 暂态稳定 小干扰稳定 次同步谐振 电压稳定 电力系统仿真 电磁暂态仿真 机电暂态仿真 特征值分析 实时数字仿真RTDS、HYPERSIM 其他 鲁棒控制 非线性控制 分岔理论 安全域 。,2018/10/8,8,参考资料-书,夏道止，电力系统分析（下册），中国电力出版社，1998
4、 倪以信，动态电力系统理论和分析，清华大学出版社，2002 Parabha Kundur著，周孝信、宋永华译，Power System Stability and Control，北京：中国电力出版社，2002 Carson W. Taylor, Power System Voltage Stability(有中译本)，中国电力出版社，2002 袁季修，电力系统安全稳定控制，中国电力出版社，1996 王梅义、吴竞昌、蒙定中，大电网系统技术，中国电力出版社，1995 王梅义，大电网事故分析与技术应用，中国电力出版社，2008 袁季修，防御大停电的广域保护和紧急控制.中国电力出版社，2007 余贻
5、鑫，王成山。电力系统稳定性理论与方法，科学出版社，1999 韩祯祥，电力系统稳定，中国电力出版社，1995 程时杰，曹一家，江全元。电力系统次同步振荡的理论与方法。科学出版社，2009 傅书逷、倪以信、薛禹胜，直接法稳定分析，中国电力出版社，1999 薛禹胜。运动稳定性量化理论-非自治线性多刚体系统的稳定性分析。江苏科学技术出版社，1999 Dommel.EMTP Theory Book.,2018/10/8,10,参考资料-英文期刊,IEE Proceedings of Generation, Transmissionand Distribution IEE Proceedings of E
6、lectric Power Applications IEE Power Engineering Journal EPES: International Journal of Electrical Powerand Energy Systems EPSR: Electrical Power System Research,2018/10/8,11,参考资料-英文会议论文集,CIGRE（国际大电网会议） IEEE winter and summer meetings IEEE General Meeting PSCC （电力系统计算会议 ） IFAC（国际自动控制联合会 ） PICA（电力工业计
7、算机应用会议） POWERCON（电力系统控制会议） ICPST（工商业电力系统技术会议） ICEE（电气工程国际会议 ） APSCOM Et al,2018/10/8,12,参考资料-中文核心期刊（电工类）,2018/10/8,13,参考资料-中文核心期刊（电工类）,2018/10/8,14,国际三大检索,SCI 科学引文索引（Science Citation Index） EI 工程索引（Engineering Index） ISTP 科技会议录索引,2018/10/8,15,参考资料-中文会议论文集,全国高校电力系统及其自动化专业年会 中国电机工程学会、专委会年会 中国电机工程学会年会青
8、年会议 电工数学年会,2018/10/8,16,参考资料-主要网站,校园网（电子图书、中国期刊网、IEEE/IEE） 各电力企业网 南方电网WWW.CSG.CN 国家电网 WWW.PSERC.ORG 北极星 筑龙网 电力系统自动化、继电器期刊网站 。,2018/10/8,17,SCUT,一级学科：电气工程（2003） 二级学科：电气工程及其自动化（2000） 电力系统及其自动化 电力系统分析运行与控制 电力市场 电力系统继电保护 电力系统优化技术 高压直流输电的控制与保护,2018/10/8,18,电力系统概述,电力系统的发展历史 电力系统的基本概念 电力系统运行状态及控制 电力系统安全稳定导
9、则,2018/10/8,19,电力系统的发展历史,1830年，法拉第发现电磁感应定律 1882年，爱迪生建成纽约珍珠街照明系统（直流） 1893年，南加州北美第一条三相交流电力线路建成（交流） 1954年，瑞典HVDC 1976年，英国电力市场化改革 1986年，N G Hingorani 提出FACTS,返回,2018/10/8,20,电力系统基本概念,一、什么是电力系统,二、电力系统的特点,三、对电力系统的要求,2018/10/8,21,一、什么是电力系统？,2018/10/8,22,电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络。,动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在
10、内的系统。 （例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）,电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。 发电厂： 生产电能 变电所： 变换和分配电能 输配电线路： 输送电能 用户： 消费电能,2018/10/8,23,2018/10/8,24,电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在2050km以内 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV220kV） 超高压远距离输电网：电压等级为330kV500kV的网络
11、。其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统,变电所：按其在电力系统中的地位分类 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所 终端电站所,2018/10/8,25,二、电力系统的特点 电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配和使用几乎是同时进行的。P发 P用P 频率fQ发 Q用Q 电压V,2018/10/8,26,过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置,2018/10/8,27,对供电可靠性和电能质量要求很高。电能生产与国民经济各部门和人民生活有
12、着极为密切的关系，社会政治经济影响巨大。（8.14美加大停电） 负荷分类：一类负荷二类负荷三类负荷,2018/10/8,28,电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它系统的经验。,2018/10/8,29,三、对电力系统的要求 安全：任何时候保证可靠持续供电。I、II和III级用户。 优质：合格的电能质量。 经济：煤（水）耗量和网损。,2018/10/8,30,电能质量的五项指标,电压偏差 频率偏差 谐波含量 电压波动与闪变 三相不平衡,返回,2018/10/8,31,图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性（图中的10
13、0%表示额定值） （图中的100%表示额定值）,电压： 必要性：,2018/10/8,32,电压质量标准：,2018/10/8,33,频率：,频率偏差： 0.2Hz（3000MW系统）0.5Hz（3000MW系统）国外： (0.10.2)Hz 或 0.5Hz,电钟时偏： 30s（3000MW系统）1min（3000MW系统）,额定频率： 50Hz（国外：50 或 60Hz）,2018/10/8,34,谐波 电压波动与闪变 三相不平衡,2018/10/8,35,电力系统的运行状态,故障状态,恢复状态,正常状态,警戒状态,紧急状态,预防控制,紧急控制,恢复控制,校正控制,2018/10/8,36,
14、电力系统控制（发电机）,2018/10/8,37,稳定性的设计和运行准则,DL 755-2001 电力系统安全稳定导则，2001年 Guide on Security and Stability for Power System,2018/10/8,38,电力系统安全稳定导则,是为了指导电力系统规划、计划、设计、建设、生产运行、科学试验中有关电力系统安全稳定工作而提出的技术标准。新的电力系统安全稳定导则作为电力行业的强制性标准由国家经济贸易委员会于2001年4月28日发布，2001年7月1日起正式施行。,2018/10/8,39,电力系统安全稳定导则,前言 1范围 2保证电力系统安全稳定运行的
15、基本要求 2.1 总体要求 2.2 电网结构 2.3 无功平衡及补偿 2.4 对机网协调及厂网协调的要求 2.5 防止电力系统崩溃 2.6 电力系统全停后的恢复3电力系统的安全稳定标准 3.1 电力系统的静态稳定储备标准,3.2 电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准3.3 对几种特殊情况的要求4电力系统安全稳定计算分析4.1安全稳定计算分析的任务与要求4.2电力系统静态安全分析4.3电力系统静态稳定的计算分析4.4电力系统暂态稳定的计算分析4.5电力系统动态稳定的计算分析4.6电力系统电压稳定的计算分析4.7电力系统再同步的计算分析5 电力系统安全稳定工作的管理附录A有关术语及定义,2018/
16、10/8,40,电力系统的三道防线,第一道防线是指正常运行方式下的电力系统受到单一故障扰动后，由继电保护装置正确动作迅速切除故障，保持电力系统稳定运行和电网的正常供电。 第二道防线是指正常运行方式下的电力系统受到较严重的故障扰动后，继电保护装置正确动作后，由切除发电机和切除负荷等稳定运行。 第三道防线是指电力系统的稳定破坏后,由防止事故扩大的稳定控制施构成第三道防线。采取解列电网等措施防止系统全部崩溃，保证部分重要用户供电，避免长时间、大面积停电。,2018/10/8,41,三道防线,继电保护 稳定控制装置 解列、低频减载、低压减载,2018/10/8,42,现代电力系统的发展趋势,打破垄断，引入竞争，施行商业化运营 大机组、大电网、高电压 特高压交流、特高压直流 区域电网互联 电力电子技术应用，FACTS 通信与自动化 计算机、网络、通信、自动化数字电力系统 WAMS、PMU 分布式电源、微网 市场化、信息化、数字化,
