电力系统的稳定与控制ppt(共66页)
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电力系统稳定
12
暂态稳定计算分析
暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式 和故障形态下，对系统的暂态稳定性进行校验， 研究保证电网安全稳定的控制策略，并对继电 保护和自动装置以及各种安全稳定措施提出相 应的要求。
13
动态稳定计算分析
动态稳定可分小扰动动态稳定和大扰动动态稳定。小 扰动动态稳定是指扰动量足够小，系统可用线性化状 态方程描述的动态稳定过程。大扰动动态稳定是指扰 动量大到系统必须用非线性方程来描述的动态稳定过 程。 动态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障 形态（包括小扰动和大扰动）下，对系统的动态稳定 性进行校验，确定系统中是否存在负阻尼或弱阻尼振 荡模式，并对系统中敏感断面的潮流控制、提高系统 阻尼特性的措施、并网机组励磁及其附加控制系统和 调速系统的配置和参数优化以及各种安全稳定措施提 出相应的要求。
如果不能满足上述要求，则应通过调节机组出力、 投退无功补偿装置、调整负荷大小及其功率因数等 方法使之满足要求，并将所进行的调整作为该方式 运行的必要条件提出。
29
静态安全分析 静态安全分析一般采用N-1开断计算方法，在所研究 的潮流方式基础上，逐个无故障断开线路、变压器 等单一元件，再进行潮流计算，获得N-1开断后的潮 流分布。 静态安全分析的主要判据是N-1开断后设备不过载， 系统母线电压不越限。 某些元件开断后可能导致潮流计算不收敛，原因可 能是元件开断导致局部孤立子系统或开断导致局部 系统有功功率或无功功率平衡不好。前者是网络结 构导致潮流计算不收敛；后者对系统的稳定性影响 较大，应作进一步分析，找出原因，采取措施使潮 流收敛，并在后续的稳定计算中予以关注。
暂态稳定计算分析
暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式 和故障形态下，对系统的暂态稳定性进行校验， 研究保证电网安全稳定的控制策略，并对继电 保护和自动装置以及各种安全稳定措施提出相 应的要求。
13
动态稳定计算分析
动态稳定可分小扰动动态稳定和大扰动动态稳定。小 扰动动态稳定是指扰动量足够小，系统可用线性化状 态方程描述的动态稳定过程。大扰动动态稳定是指扰 动量大到系统必须用非线性方程来描述的动态稳定过 程。 动态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障 形态（包括小扰动和大扰动）下，对系统的动态稳定 性进行校验，确定系统中是否存在负阻尼或弱阻尼振 荡模式，并对系统中敏感断面的潮流控制、提高系统 阻尼特性的措施、并网机组励磁及其附加控制系统和 调速系统的配置和参数优化以及各种安全稳定措施提 出相应的要求。
如果不能满足上述要求，则应通过调节机组出力、 投退无功补偿装置、调整负荷大小及其功率因数等 方法使之满足要求，并将所进行的调整作为该方式 运行的必要条件提出。
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静态安全分析 静态安全分析一般采用N-1开断计算方法，在所研究 的潮流方式基础上，逐个无故障断开线路、变压器 等单一元件，再进行潮流计算，获得N-1开断后的潮 流分布。 静态安全分析的主要判据是N-1开断后设备不过载， 系统母线电压不越限。 某些元件开断后可能导致潮流计算不收敛，原因可 能是元件开断导致局部孤立子系统或开断导致局部 系统有功功率或无功功率平衡不好。前者是网络结 构导致潮流计算不收敛；后者对系统的稳定性影响 较大，应作进一步分析，找出原因，采取措施使潮 流收敛，并在后续的稳定计算中予以关注。
安全生产标准化标准(电力系统)PPT课件
火电工程达标投产验收规程及电力 工程建设项目安全生产标准化规范
电力工程建设项目安全管理实务
中国电力建设企业协会
2p0pt1精3选年版 11月24日
1
培训目标
各位同仁，今天培训要了解二件事情：
一、什么是全过程质量控制示范工程。 二、电力工程建设项目安全生产的标准化 管理要求。即：如何在工程项目开展安全生产 标准化。
ppt精选版
13
2013《安规》正在修编的内容
4.3.3 施工场地应符合下列规定： 1 施工现场主要入口的醒目位置应设置明显的工程概况、
消防保卫、安全生产、文明施工、管理人员名单及监督 电话、施工现场总平面图等图牌。 2 施工现场出入口应设置门卫，严禁无关人员进入。 3 施工现场应划分文明施工责任区域，明确责任。 4 现场应设置醒目的安全警示、应急等标志，并统一规划 、定期维护。 5 排水设施应统一规划，保持畅通。穿越道路的排水沟应 敷设涵管或设置盖板。 6 施工现场的力能管线敷设应合理，投用后不得任意切割 或移动。 7 施工现场及其周围的pp悬t精选崖版、陡坎、深坑及高压带电区14等 危险区域应设置防护设施及警告标志。
9 现场领用的材料和待安装设备应堆放整齐、有序，标识应 清楚，不妨碍通行。
10 保温材料应随用随运，并应有防散落的措施。
11 起重用钢丝绳等工器具和氧气带、乙炔带、电焊机二次 线，在作业完毕后应及时收回，定置存放。
电力工程建设项目安全管理实务
中国电力建设企业协会
2p0pt1精3选年版 11月24日
1
培训目标
各位同仁，今天培训要了解二件事情：
一、什么是全过程质量控制示范工程。 二、电力工程建设项目安全生产的标准化 管理要求。即：如何在工程项目开展安全生产 标准化。
ppt精选版
13
2013《安规》正在修编的内容
4.3.3 施工场地应符合下列规定： 1 施工现场主要入口的醒目位置应设置明显的工程概况、
消防保卫、安全生产、文明施工、管理人员名单及监督 电话、施工现场总平面图等图牌。 2 施工现场出入口应设置门卫，严禁无关人员进入。 3 施工现场应划分文明施工责任区域，明确责任。 4 现场应设置醒目的安全警示、应急等标志，并统一规划 、定期维护。 5 排水设施应统一规划，保持畅通。穿越道路的排水沟应 敷设涵管或设置盖板。 6 施工现场的力能管线敷设应合理，投用后不得任意切割 或移动。 7 施工现场及其周围的pp悬t精选崖版、陡坎、深坑及高压带电区14等 危险区域应设置防护设施及警告标志。
9 现场领用的材料和待安装设备应堆放整齐、有序，标识应 清楚，不妨碍通行。
10 保温材料应随用随运，并应有防散落的措施。
11 起重用钢丝绳等工器具和氧气带、乙炔带、电焊机二次 线，在作业完毕后应及时收回，定置存放。
电力系统稳定性分析与控制优化
电力系统稳定性分析与控制优化
随着社会的发展和用电负荷的不断增加，电力系统稳定性问题
越来越引人关注。电力系统稳定性是指电力系统在外部扰动作用下，在一定时间内能保持安全、稳定的运行状态。
目前电力系统稳定性问题的主要原因有：新能源和分布式能源
的加入、负荷不平衡、系统失去控制等。因此，在电力系统规划、建设和运行中，必须充分考虑稳定性问题，加强电力系统的稳定
性分析与控制优化。
1. 电力系统稳定性分析
电力系统稳定性分析主要是指对电力系统中的电力设备、电力
负荷和电力网络的互动行为进行建模和分析，找出系统失稳的原因，并根据分析结果采取相应的控制措施。电力系统稳定性分析
的主要内容包括：
1.1 系统稳定性指标
电力系统稳定性指标主要是指系统在外部扰动作用下，短时间
内能否恢复到运行状态的能力。电力系统稳定性指标通常包括：（1）小扰动稳定性指标：系统极点分布，系统固有频率等。
（2）大扰动稳定性指标：暂态稳定裕度、动态稳定裕度、频
率暴跳等。
1.2 稳定性模型
电力系统稳定性模型是指对电力系统中的电力设备、电力负荷
和电力网络的互动行为进行数学描述建模，并进行稳定性分析。
稳定性模型主要包括以下几个方面：
（1）发电机模型：发电机模型是电力系统稳定性分析的核心，通常选择机电耦合动态模型或机-气耦合动态模型。
（2）逆变桥模型：逆变桥模型是对交流调速电机等负载进行
建模，通常分为负载阻抗稳态模型和负载电动力学模型两种。
（3）电力网络模型：电力网络模型是对电力系统进行物理建
模描述，可以考虑阻抗模型、功率模型或节点模型。
1.3 稳定性分析方法
清华大学电力系统分析课件孙宏斌
33
火力发电原理
火力 发电 原理
火电 原理 （简单）
34
国内典型火电厂
上海 外高桥 火电厂
火电厂 夜景
北仑 火电厂
香港 青山 火电厂
台中 火电厂
35
国外典型火电厂
日本 横滨 火电厂
德国 火电厂1
德国 火电厂2
36
汽轮机-发电机
汽轮机 发电机 外观1
汽轮机 发电机 外观2 汽轮机 发电机 外观3
· 开式 · 闭式
5
地理接线图
发电厂 变电站
6
开式接线（从一个方向得电能）
放射式 干线式 链式
无备用
(a) (b) (c)
有备用
(d) (e) (f)
7
一般配电网运行时
闭式接线（多个方向获得电能）
环式（单电源） 闭式（多电源） 两端供电式
输电网运行时
8
一些实际电力网
英国电网
北京电网
巴黎电网
东京电网
发电机变压器输电线路等34火力发电原理火力发电原理火力发电原理原理火力发电火电原理简单简单火电原理35国内典型火电厂国内典型火电厂北仑火电厂火电厂北仑上海外高桥火电厂火电厂上海外高桥台中火电厂火电厂台中火电厂夜景夜景火电厂香港青山火电厂火电厂香港青山36国外典型火电厂国外典型火电厂德国火电厂火电厂1德国德国火电厂火电厂2德国日本横滨火电厂火电厂日本横滨37汽轮机发电机汽轮机发电机600mw汽轮机安装安装汽轮机汽轮机发电机外观外观1汽轮机发电机汽轮机发电机外观外观2汽轮机发电机600mw发电机穿转子穿转子发电机汽轮机发电机外观外观3汽轮机发电机38火力发电存在哪些问题
火力发电原理
火力 发电 原理
火电 原理 （简单）
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国内典型火电厂
上海 外高桥 火电厂
火电厂 夜景
北仑 火电厂
香港 青山 火电厂
台中 火电厂
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国外典型火电厂
日本 横滨 火电厂
德国 火电厂1
德国 火电厂2
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汽轮机-发电机
汽轮机 发电机 外观1
汽轮机 发电机 外观2 汽轮机 发电机 外观3
· 开式 · 闭式
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地理接线图
发电厂 变电站
6
开式接线（从一个方向得电能）
放射式 干线式 链式
无备用
(a) (b) (c)
有备用
(d) (e) (f)
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一般配电网运行时
闭式接线（多个方向获得电能）
环式（单电源） 闭式（多电源） 两端供电式
输电网运行时
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一些实际电力网
英国电网
北京电网
巴黎电网
东京电网
发电机变压器输电线路等34火力发电原理火力发电原理火力发电原理原理火力发电火电原理简单简单火电原理35国内典型火电厂国内典型火电厂北仑火电厂火电厂北仑上海外高桥火电厂火电厂上海外高桥台中火电厂火电厂台中火电厂夜景夜景火电厂香港青山火电厂火电厂香港青山36国外典型火电厂国外典型火电厂德国火电厂火电厂1德国德国火电厂火电厂2德国日本横滨火电厂火电厂日本横滨37汽轮机发电机汽轮机发电机600mw汽轮机安装安装汽轮机汽轮机发电机外观外观1汽轮机发电机汽轮机发电机外观外观2汽轮机发电机600mw发电机穿转子穿转子发电机汽轮机发电机外观外观3汽轮机发电机38火力发电存在哪些问题
电力系统稳态分析PPT
2005年统计数据：
平均煤耗：380g/KWh 超临界机组平均煤耗：298g/KWh
最低煤耗：281g/KWh
效益分析：1000MW电厂，煤耗降低1g,年节约1000万元.
（2）厂用电率
为保证发电厂主要设备运行所需的用电设备的用电称
为厂用电。 厂用电率为厂用电量与同期发电厂发电量的比值的百
分值。
厂用电率（ ） % 厂用电量 100 发电厂同期发电量
流1500~2000V，输电距离57km，输电功率约2KW。
由于直流电压不能象交流电哪样通过变压器升高和降 低电压，无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低 电压的要求。
（2）单相交流输电 1985年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电，解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差；单相用电设备的
瞬时功率是周期性变化的，所以无论是单相发电机和单相
电动机运行时振动都比较大。 （3）三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上，德国建立第一个 三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压
25000V、输电距离178Km、用电电压112V。
三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济
性好，节省输电线路导线；三相发电机和三相电动机的瞬 时功率为常数，有效地减小了发电机、电动机运行中的振 动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行 的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力 系统输电距离的增大，制约输电容量的是不再是导体的发
电力系统基础知识PPT
单电源的发电厂和变 电所，且出线回路数 少，用户对供电可靠 性要求不高的场合。
W
适用范围
30
3 变电站的一次接线
3.3.2 单母线分段接线
特点
WL1
WL2
WL3
WL4
QF1
减少母线故障或检修时的 停电范围。 断路器检修期间必须停止 该回路的供电。 母线分段的数目，通常以 2～3分段为宜，分段太多 增加了分段断路器。 6~10kV配电装置出线6回 及以上； 35kV出线数为4~8回； 110~220kV出线数为3~4 回。
电力系统工程基础
主要内容
1.概述 2.发电厂 3.变电站的一次接线 4.电力系统一次设备简介 5.变电站的二次接线 6.变电站综合自动化简介 7.配电管理系统DMS-组网结构
2
1、概述---ຫໍສະໝຸດ Baidu1.1什么是电力系统？
电 网 调 度 应用服务器
RTU
数据采集和传输
RTU RTU
19
2 发电厂
2.1火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。
主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类
通常运行寿命25年。
20
2 发电厂
2.2 核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
W
适用范围
30
3 变电站的一次接线
3.3.2 单母线分段接线
特点
WL1
WL2
WL3
WL4
QF1
减少母线故障或检修时的 停电范围。 断路器检修期间必须停止 该回路的供电。 母线分段的数目，通常以 2～3分段为宜，分段太多 增加了分段断路器。 6~10kV配电装置出线6回 及以上； 35kV出线数为4~8回； 110~220kV出线数为3~4 回。
电力系统工程基础
主要内容
1.概述 2.发电厂 3.变电站的一次接线 4.电力系统一次设备简介 5.变电站的二次接线 6.变电站综合自动化简介 7.配电管理系统DMS-组网结构
2
1、概述---ຫໍສະໝຸດ Baidu1.1什么是电力系统？
电 网 调 度 应用服务器
RTU
数据采集和传输
RTU RTU
19
2 发电厂
2.1火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。
主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类
通常运行寿命25年。
20
2 发电厂
2.2 核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
第15章 电力系统运行稳定性的基本概念
大干扰电压稳定
大干扰 开关动作 ULTC、负荷动态过程 保护和控制协调动作
小扰动稳定
无振荡失稳
同步转矩不足
振荡失稳
阻尼转矩不足 控制措施失稳
小扰动电压稳定
稳定状态,P/Q-V 稳定裕度,无功储备
厂站模式
区域模式
控制模式
扭振模式
* 由于对快速和慢速动态过程采用统一分析方法的引入，中期稳定和长期稳定的区别已不明显
157发电机转子运动方程式dtradrad转子相对空间静止参考轴的机械角位移发电机转子机械角速度转子转动惯量作用在转子上的不平衡力矩发电机转子相对空间静止参考轴的电气角位移发电机转子相对空间静止参考轴的电气角速度相对同步旋转轴的位移角相对同步旋转轴的角速度ij发电机转子间的相对位发电机是否同步的判断依据发电机间的位移角和速度叫相对位移角和相对速度相对于同步参考轴的位移角和速度叫绝对位移角和绝对速度p是极对数157发电机转子运动方程式dtdtdtdtdtdt相对同步旋转轴的位移角相对同步旋转轴的角速度dtdtdtdtdtdt角加速度与参考轴是选择静止的轴还是同步的轴无关157发电机转子运动方程式发电机转子惯性时间常数系统发电机额定惯性时间常数系统转子运动方程式的标幺值的各种形式157发电机转子运动方程式dtdtdsdsdtdtdsdtdtdtdt157发电机转子运动方程式发电机转子惯性时间常数系统发电机额定惯性时间常数系统dtdt的物理含义
电力系统稳态分析1-13讲-精品
（5）变压器的额定电压 原边绕组： 对于降压型变压器，其原边绕组既可能接于线路首端，也
可能接于线路末端，为保证不管哪种情况下，其实际电压都在 允许的范围内，所以其额定电压取用电设备的额定电压。
对于发电厂的升压变压器，由于其与发电机直接连接，所 以取发电机的额定电压。
副边绕组： 副边绕组接于线路首端，运行时其电压比用电设备的额定 电压高5%，但变压器副边绕组的额定电压是指原边绕组加额定 电压，副边绕组开路时的端电压，注意到变压器正常运行时变 压器的内部电压损耗约为5%，所以变压器副边绕组的额定电压 应取用电设备额定电压的1.1倍。
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2、我国电力系统现状
（1）电网建设 目前我国已建成东北、华北、华中、华东、南方、西
南、和西北七个区域电网。（如图所示）并在华中、南方、 西南、华东电网之间进行了联网。进一步的发展是建立全国 统一电网。
（2）电压等级 除西北电网外，目前采用的电压等级有： 交流：1000KV（特高压）、500KV（超高压）、
3KV：工企业内部使用（如3KV电动机）； 1000、500、330、220kV：用于大电力系统的主干线； 110KV：小电力系统的主干线、大电力系统的二次网络； 35KV：大城市或大工业企业内部配电网络；农村电力网络； 10kV：配电网络。
220KV、110KV、35KV、10KV。 直流：±800KV（特高压）、 ±500KV
电力系统稳定性与控制方法
电力系统稳定性与控制方法
电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了可靠的电力
供应。然而，由于电力系统的复杂性和不确定性，系统的稳定性成为了一个重要的问题。稳定性是指电力系统在面对扰动时能够保持正常运行的能力。本文将探讨电力系统稳定性的重要性以及一些常用的控制方法。
一、电力系统稳定性的重要性
电力系统稳定性对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要。稳定性问题可
能导致系统的不稳定甚至发生崩溃，造成大范围的停电。这不仅会给人们的日常生活和工业生产带来极大的不便，还可能对国家的经济发展和社会稳定产生严重影响。
稳定性问题主要包括电压稳定性和频率稳定性。电压稳定性是指系统中各个节
点的电压能够保持在合理范围内，不发生剧烈波动。频率稳定性是指系统的电网频率能够保持在合理范围内，不出现过大的偏差。这两个方面的稳定性都需要得到有效的控制和保护。
二、电力系统稳定性的控制方法
1. 功率控制
功率控制是一种常用的电力系统稳定性控制方法。通过控制发电机的功率输出，可以使系统的频率和电压保持稳定。在负荷增加或突发负荷的情况下，发电机的功率输出应及时调整，以满足负荷需求。同时，也需要控制发电机的励磁系统，保持电压的稳定。
2. 频率控制
频率控制是保持电力系统稳定的另一个重要方法。通过控制发电机的转速和负
荷的平衡，可以使系统的频率保持在合理范围内。当系统频率偏离正常范围时，应及时采取措施进行调整，例如调整发电机的负荷或启动备用发电机。
3. 自动化控制
自动化控制是提高电力系统稳定性的关键技术之一。通过使用现代控制系统和
电力系统稳态分析-第一章
3.重要性
电能是国民经济各部门的主要能源，由于电能生产的连 续性和瞬时性，电能供应的中断和减少将对国名经济各部门 产生重要影响。
四、对电能生产的基本要求
1、保证供电可靠性
即满足负荷对电能供应的要求。不同类型的负荷对供电
可靠性的要求不同。 （1）分类原则 按照供电中断或减少所造成的危害大小进行划分。 （2）负荷分类
2、电力网
电网是由变压器和各种电压等级输电线路组成的，用于电能 输送和分配的网路。其中电压等级在110kV及以上的电力网主要
用于电能的远距离输送，称为输电网；35kV及以下的电力网主
要用于向用户配送电能，称为配电网（有时110kV电压也用于配 电网）。
3、动力系统
电力系统及其动力部分的总体称为动力系统。动力部分包
各级电压架空线路的输送能力
额定电 输送容 输送距 额定电 输送容 压 kV 量 MVA 离 km 压 kV 量 MVA 3 6 10 35 60 0.1-1.0 0.1-1.2 0.2-2.0 2-10 1-3 4-15 6-20 20-50 110 220 330 500 750 10-50 输送距 离 km 50-150
2005年统计数据：
平均煤耗：380g/KWh 超临界机组平均煤耗：298g/KWh
最低煤耗：281g/KWh
效益分析：1000MW电厂，煤耗降低1g,年节约1000万元.
电力工程培训讲座PPT课件( 61张)
特高压、超高压、高压、配电网
特高压（UHV，1000 kV及直流800kV） 超高压（EHV，750、500或330 kV） 高压（HV，220 、110kV） 配电网（35kV及以下）
特高压电网简介
特高压电网，是指1000千伏交流和正 负 800 千 伏 直 流 输 电 网 络 ， 具 有 远 距 离 、 大容量、低损耗输送电力和节约土地资源 等特点。
2家电网公司
中国华能集团公司 中国大唐集团公司 中国华电集团公司 中国国电集团公司 中国电力投资集团公司
5家发电公司
7家校董会
中国电力工程顾问集团公司 中国水电工程顾问集团公司 中国水利水电建设集团公司 中国葛洲坝集团公司
4家辅业公司
国家电力监管委员会（各区电监局）
第二节 电力系统的基本概念
电力工程新技术教育部重点实验室 上海交通大学
第一章 绪论
第一节 背景知识 第二节 ຫໍສະໝຸດ Baidu力系统基本概念 第三节 火电厂的生产过程 第四节 电力系统负荷 第五节 电力系统高次谐波
第一节 背景知识
电力系统的组成
原动机 发电机 变压器 输电线路 变压器
负荷
生产电能
传输和分配电能
消耗电能
电源（电厂）
常规能源 1. 火电 2. 水电 3. 核能 4. 地热
课程学习要求
明确基本知识、基本概念 掌握基本方法和理论 积极思考，理论联系实际 建立对电力系统整体的认识 了解一些前沿的技术在电力系统的应用
相关主题
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稳定问题的提出和研究内容
电力系统稳定研究的内容
基本问题——早期稳定研究的内容
联网后发电机组是否仍能按如下额定功率顺利地送出功率，如果不能，应该如何 确定发电机的最大允许输出功率?
PNUNINcoN s
线路可以传送的功率是否仍然只受经济电流密度和最大允许电流(热稳定极限)限 制，如果不是，应该如何确定线路允许的最大传送功率?
– 随着电力网络互联程度的不但提高，系统越来越庞大，运行方式越 来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，使电网的安 全稳定问题越来越突出。
– 在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切相关、在运行过 程中互相影响。如果电网结构不完善，缺少必要的安全措施，一个 局部的小扰动或异常运行也可能引起全系统的连锁反应，甚至造成 大面积的系统瓦解。
– 福建与华东电网联网
2002年4月
– 川渝与华中电网联网
2003年9月19日到9月21日
– 华北－华中联网工程系统调试试验，实现了东北、华北、华 中、川渝电网500KV交流互联。
2010年全国电网示意图
– 三华同步电网（华中+川渝、华北、华东）、东北电网、南方 电网、西北电网，同步电网之间以直流或直流背靠背相联。
电压等级发展情况
千伏
1000千伏
750千伏 500千伏 AC/DC
330千伏
35~ 110千伏
220千伏
2000 2005
1950 1960 1970 1980 1990
稳定问题的提出和研究内容
电力系统稳定问题的提出
– 电网互联技术可以合理利用能源资源，具有显著的经济效益，因而 得到了十分迅速的发展，但它同时也带来了一些新的问题。
随着电力工业的不断发展而变化
– 内涵、外延及分类 – 分析方法和工具 – 控制理论和手段
早期局限于功角稳定
– Before 1980s ?
近年来，系统规模越来越大，电压稳定、频率稳定及 区域间振荡等问题引起越来越多的重视
——稳定问题的概念需要进一步准确化
1995年《中国电力百科全书》中关于稳定性的定义
我国大区联网的指导方针
西电东送
– 为了实现资源的优化配置，开发西部的水能、 煤炭资源，满足东部地区电力需求。
– 形成北、中、南三大输电通道
南北互供
– 北、中、南各大区域电网互联
全国联网
– 取得周边联网效益
反方意见
我国大区联网的进程
2001年5月
– 东北与华北电网联网
2001年12月
如何防止长距离重负荷的联络线引起的低频振荡现象； 如何防止由于大型互联系统频率维持能力逐渐减弱且可能的有功冲击加
大可能引起的频率稳定问题； 如何防止带负荷调压变压器和无功功率缺额可能引起的电压稳定问题。
对电力系统稳定问题的研究发展至今，已形成为一个研究内容日 新月异、研究方法多种多样、应用领域十分广阔的综合性研究领 域
——由于互联系统在经济上的明显优点，电力系统互联 的规模越来越大
稳定问题的提出和研究内容
我国电力系统发展历史
1880年7月，上海，第一台12KW机组 1949年，发电量43亿KWh ，装机容量1848.6KW 1999年，发电量12331.4亿KWh ，装机容量2.98亿KW
装机容量：96年超过1亿，95年超过2亿， 96年开始世界第二， 2000年超过3亿，07年过7亿，09年过8亿
电力系统稳定与控制
清华大学电机工程系 闵勇
概述
我国电力系统的现状 稳定问题的提出和研究内容 电力系统稳定的基本概念 电力系统稳定研究的对象和方法
稳定问题的提出和研究内容
联网Baidu Nhomakorabea必要性
1831年法拉第发明电磁感应定律，电能成为二次能源，就地使用 1885和1895年（Nicholas Tesla)发明了单相变压器和三相变压器 1891年出现了三相交流输电，远距离输电成为可能，出现了由发电机、线路和负
符合我国能源、负荷的实际分布情况
– 我国一次能源资源分布格局特点
• 煤炭资源：全国近80％的煤炭储量在华北和西北地区，东北、 华东和中南地区储量很少。
• 水能资源：全国近80％的水能资源在西部，特别是西南地区， 中、东部地区分布的很少。
– 我国各地区的电力需求状况
• 很不平衡，东部地区经济发达，电力负荷需求旺盛，中、西 部经济落后，电力负荷需求相对要小。全国电力流向
发电量：2007年3.256万亿千瓦时，世界第二位
目前全国电网覆盖率：96.4%
全国装机容量
US about 1100GW in 2008
2009年8.74亿千瓦
全国发电量
2009年36506亿千瓦时
大区联网
符合电网发展的一般规律，大范围进行资源优化配 置 ，提高运行经济性、可靠性。
– 水火电互济 – 减少地区备用容量 – 错峰效应 – 事故情况下功率紧急支援等
线路出现短路或跳闸等事故时系统能否仍然正常运行，如果不能，应该引入什么 样的保护装置和／或稳定控制装置?
稳定问题的提出和研究内容
电力系统稳定研究的内容
随着电网互联规模的增大，不断出现大量新的稳定问题：
如何在网络结构比较薄弱的情况下防止由于某一设备或线路的故障产生 连锁反应，导致全系统的稳定事故；
电力系统稳定性的定义
发展历史
随着电力工业的出现而出现
– 1920s：C. P. Steinmetz, “Power control and stability of electric generating stations,”AIEE Trans., vol. XXXIX, Part II, pp. 1215–1287, July 1920.
电力系统在受到扰动后, 凭借系统本身固有 的能力和控制设备的作用，回复到原始稳 态运行方式，或者达到新的稳态运行方式 （的能力）。
荷构成的最简单的电力系统 由于实际运行中发现受端系统在缺乏电源支持的情况下非常薄弱，逐渐出现了多
电源点的互联运行，从而形成了早期的互联电网
稳定问题的提出和研究内容
联网的效益
多个地区联网形成大型互联电网后：
– 有利于地区间电力的平衡和经济调度 – 有利于安排机组的检修和事故备用容量 – 有利于充分利用系统中廉价的水利资源 – 有利于实现负荷点的多路供电以提高供电可靠性 – 有利于提高系统的抗冲击能力 – 有利于提高系统的供电质量