7暂态稳定

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《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第七章)

《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第七章)

第七章电力系统暂态稳定第一节概述暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下,突然受到某种大的干扰后,经过一段暂态过程,所有发电机能否恢复到相同速度下运行,能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的。

暂态稳定与运行方式和扰动量有关。

因此不能够泛泛地说电力系统是暂态稳定或不稳定的,只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的。

在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的,在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的。

所谓的运行方式,对系统而言,就是系统的负荷功率的大小,或发电功率的大小;对输电线路而言,就是输送功率的大小。

功率越大,暂态稳定性问题越严重。

所谓大干扰一般指短路故障、切除大容量发电机、切除输变电设备、切除或投入大负荷。

一般短路最为严重,多数情况研究短路故障干扰。

短路故障扰动量的大小与短路地点、短路类型、短路切除时间有关。

短路可能发生在输电线路上,也可能发生在母线或变压器上。

一般发生在母线上较为严重。

短路发生在输电线路上,一般靠近电源侧的较为严重。

短路分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路。

一般三相短路较为严重,次之两相接地短路,单相接地短路最轻。

这里所说的短路是单重故障,如果有多种故障,一般多重故障较为严重。

发生短路后,借助断路器断开,将故障的线路、或母线或变压器隔离,保证非故障部分继续运行。

短路切除时间越短,对暂态稳定越有利。

短路切除时间包括继电保护装置和断路器动作的时间。

装有自动重合闸的输电线路,被隔离的输电线路会重新投入运行,如果是瞬时性故障,重合就成功,电网恢复原有状态;如果是永久性故障,重合不成功,故障线路再次被隔离。

重合成功对暂态稳定有利,重合不成功对暂态稳定更不利。

一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定。

我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定:①发生单相接地故障时,要保证电力系统安全稳定运行,不允许失负荷;②发生三相短路故障时,要保证电力系统稳定运行,允许损失少量负荷;③发生严重故障时,系统可能失稳,允许损失负荷,但不允许系统瓦解和大面积停电,应尽快恢复正常运行。

电力系统的暂态稳定性研究

电力系统的暂态稳定性研究

电力系统的暂态稳定性研究引言:随着工业化进程的加快和人民生活水平的提高,对电力的需求也日益增长。

电力系统作为供应电能的基础设施,它的稳定运行对于经济发展和社会稳定具有重要意义。

然而,电力系统中存在着各种各样的暂态问题,如过电压、过电流、频率偏离等,这些问题若不能得到及时有效的解决,就会对电力系统的正常运行和供电能力产生不利影响。

因此,研究电力系统的暂态稳定性问题,提高其抗干扰能力,具有重要的理论价值和实际应用意义。

第一部分:电力系统暂态稳定性的概念与重要性1.1 暂态稳定性的定义暂态稳定性是指电力系统在受到外界扰动(如短路故障、负荷突变等)后,能够在一定时间内恢复到正常工作状态的能力。

暂态稳定性是电力系统运行可靠性的重要指标之一。

1.2 暂态稳定性的重要性暂态稳定性对于电力系统的运行具有重要的意义。

首先,暂态稳定性是保障电力系统安全运行的基础,能够有效防止电力系统发生严重的暂态失稳事故。

其次,暂态稳定性使得电力系统具备抗干扰的能力,能够应对电力系统中的各种故障或扰动。

再次,暂态稳定性对于电力网络的规划和设计起着重要的指导作用,能够提高电力系统的经济性和可持续发展性。

第二部分:影响电力系统暂态稳定性的因素及研究方法2.1 影响暂态稳定性的因素电力系统的暂态稳定性受到众多因素的影响,主要包括供电能力、发电机组参数、负荷特性、输电线路参数等。

这些因素相互作用,会对电力系统的暂态稳定性产生重要影响。

2.2 暂态稳定性的研究方法为了研究电力系统的暂态稳定性,学者们提出了多种研究方法。

其中,最常用的方法是通过建立电力系统的数学模型,并运用仿真软件(如PSS/E、MATLAB 等)进行仿真分析。

通过仿真模拟,可以模拟电力系统在受到扰动后的暂态过程,进而分析其暂态稳定性。

第三部分:提高电力系统暂态稳定性的方法与措施3.1 增强供电能力供电能力是保障电力系统暂态稳定性的基础。

通过提高电力系统的设备容量、电源接入比例、电网规模等方式,可以增强供电能力,提高电力系统的暂态稳定性。

电力系统暂态稳定

电力系统暂态稳定

a→b b→c c→e e→f f→k
短路发生 ω上升,δ增大
故障切除 动能释放 PT<PE, 减速
PT>PE, 加速,ω上升,δ 增大 ω>ω0 ,动能增加
PT<PE, 开始减速,但 ω>ω0 ,δ继续增大 减速,当ωf =ω0,动能 释放完毕,δm角达最大 δ减小 ,经振荡后稳定于平 衡点k
概念:
的面积――称为加速面积;
同理可推得故障切除后:
合理性:发电机惯性的,转速偏离不大。 假设目的:网络中电压电流仍可采用相量形式描述
可以不考虑频率变化对系统参数的影响。
四、近似计算中的简化(对主要元件作近似简化)
原动机:不计调速器作用,认为输入机械功率不变。
发电机:参数采用暂态电势 E'和X'd
因为暂态电势 E在q' 短路前后一瞬间保持不变。 在故障后考虑到励磁调节器的作用,近似认为
③影响暂态稳定的因素:
a)原运行方式
b)干扰方式:故障点、故障切除时间、故障类型
同一个系统在某个运行方式和某种干扰下是暂态稳定 的,而在另一运行方式或干扰下是暂态不稳定的。
因此分析一个系统的稳定性时必须首先确定系统的初 始运行方式,其次确定受到的干扰方式。
二、 暂态发展过程(按3种时间段分类)
1、起始阶段:故障后约1s内的时间段,在这期间系统的保护
(2)不计零序和负序电流对转子运动的影响
合理性: 负序分量平均转矩近似为0;零序不产生转矩。 以上两项假设目的:网络方程可以用代数方程(不计直流分量)
只计及正序分量的电磁功率公式都可用。
三、暂态稳定分析的基本假定:
(3)忽略暂态过程中发电机的附加损耗 (4)故障后网络中频率为50HZ不变,ω=ω0

电力系统暂态稳定性分析与改善策略研究

电力系统暂态稳定性分析与改善策略研究

电力系统暂态稳定性分析与改善策略研究1. 引言电力系统暂态稳定性是指电力系统在遭受外部扰动时,经过一段时间的过渡过程后,回到稳定运行状态的能力。

暂态稳定性是电力系统的重要指标,直接关系到电网的安全可靠和供电质量。

然而,由于电力系统的复杂性和动态特性,暂态稳定性问题一直是一个挑战性的研究领域。

本文将对电力系统暂态稳定性的分析方法和改善策略进行探讨。

2. 暂态稳定性分析方法2.1 线性化方法线性化方法是一种常用的暂态稳定性分析手段,通过将电力系统的非线性动态方程线性化,得到系统的状态空间表达式,从而分析系统的暂态响应。

该方法适用于小扰动情况下的稳定性分析,但对于大扰动情况下的暂态稳定性分析效果较差。

2.2 非线性时域方法非线性时域方法是一种直接求解电力系统的非线性动态方程的分析手段,不做线性化处理。

该方法可以考虑更加复杂的系统特性和非线性特征,适用于各种扰动情况下的暂态稳定性分析。

但是,非线性时域方法计算复杂度较高,需要大量的计算资源和时间。

3. 暂态稳定性改善策略为了提高电力系统的暂态稳定性,需要采取一系列措施来改善系统的响应能力和稳定性。

以下是一些常用的改善策略:3.1 增加发电能力增加发电能力可以提高电力系统的供电能力,增强其暂态稳定性。

可以通过增加发电机容量、引入新的发电机组等方式来增加系统的发电能力。

此外,引入可再生能源和 de 模式发电技术也可以提高系统的暂态稳定性。

3.2 完善输电网结构完善输电网结构可以减少电力系统暂态稳定性隐患。

通过建设新的输电线路、提高输电线路的输电能力等手段,可以减少电力系统的输电损耗和电压波动,提高系统的暂态稳定性。

3.3 优化控制策略优化控制策略可以提高电力系统的响应速度和稳定性。

通过引入智能调度系统、优化控制算法等,可以实时监测和调整系统的运行状态,使系统能够更快速地响应外部扰动,并恢复到稳定状态。

3.4 加强系统保护加强系统保护是提高电力系统暂态稳定性的重要手段。

电力系统暂态稳定性

电力系统暂态稳定性

电力系统暂态稳定性电力系统暂态稳定性是指在电力系统发生各种故障时,系统恢复正常的稳定态所需的时间。

在电力系统中,可以出现许多故障,如短路、断路、接地故障、电压波动等,这些故障会对电力系统的稳定性造成威胁。

因此,电力系统的暂态稳定性是电力系统重要的技术指标,也是电力系统规划、设计和运行的重要方面。

电力系统的暂态稳定性主要受以下几个因素影响。

1.电路参数不确定性电力系统中的电路参数包括阻抗、电抗和电容等。

这些参数在电力系统运行过程中可能会发生变化,如线路的温度、天气、湿度或耗损会影响电路的参数,使得系统的暂态稳定性发生变化。

2.电力负载变化电力负载变化是指系统的负载水平、功率因数或负载特性发生改变。

随着负载变化,电力系统的电压、频率和稳定性等也会发生变化。

若负载变化量大,可能会导致系统过载,从而降低系统的暂态稳定性。

3.故障影响电力系统中的故障包括接地故障、短路故障等,故障发生时,会对系统的暂态稳定性造成严重威胁。

因此,电力系统必须采取一定的措施来抵御故障,以维护系统的稳定性。

为了提高电力系统的暂态稳定性,需要采取一定的措施。

1.提高发电机容量提高发电机容量可以增加系统的机械稳定性和电气稳定性,从而提高系统的暂态稳定性,减少系统的故障停电率。

此外,在放电系统中加入补偿措施,如电容器、电抗器等,可以提高系统的暂态稳定性。

2.提高变电站的容量提高变电站的容量可以增加系统的供电能力,从而提高系统的暂态稳定性。

大容量变电站能够抵御电压波动、电压下降和不稳定等问题,从而提高系统的暂态稳定性。

3.优化配电系统通过合理规划和组合配电系统,可以提高系统的负载能力和可靠性,从而提高系统的暂态稳定性。

此外,对配电系统的监测和维护是保证系统稳定性的关键因素。

4.完善保护系统保护系统是电力系统中的关键部分,能够保证系统在发生故障时及时停机,避免系统受到进一步的损害。

因此,电力系统的保护系统必须充分发挥作用,以提高系统的暂态稳定性。

电力系统暂态稳定分析与控制

电力系统暂态稳定分析与控制

电力系统暂态稳定分析与控制随着电力系统的规模不断扩大和电力负荷的不断增加,电力系统的暂态稳定性问题日益重要。

暂态稳定性是指电力系统在遭受外界扰动后,能够在一定时间范围内恢复到正常运行状态的能力。

暂态稳定分析与控制就是研究如何使电力系统具有良好的暂态稳定性,并通过相应的控制策略来保证系统的可靠运行。

首先,暂态稳定分析是对电力系统在暂态过程中运行状态的检测和评估。

暂态过程是指电力系统在遭受外界扰动后的一段时间内,各种电气量都会发生瞬态变化。

通过对电力系统暂态过程的分析,我们可以了解系统在遭受扰动后是否会产生不稳定现象,如发生暂态振荡、电压暴跌等。

在暂态稳定分析中,最常用的方法是求解系统的暂态稳定问题,即求解系统在暂态过程中各个节点的电压、功率等参数随时间的变化情况。

这通常通过模拟电力系统的动态方程和状态方程来实现。

通过这些模拟计算,我们可以得到系统在不同扰动情况下的暂态响应,进而评估系统的暂态稳定性,并为控制策略的制定提供依据。

其次,暂态稳定控制是为了保证电力系统在暂态过程中能够快速恢复到稳定状态而采取的控制手段。

暂态稳定控制主要包括主动控制和被动控制两种方式。

主动控制是指通过改变系统的控制参数,如发电机励磁电流、变压器调压器控制、线路开关操作等,来改变系统的状态,从而达到稳定电力系统的目的。

主动控制通常是根据实时监测到的系统状态和负荷状况来决策实施的。

通过实时监测系统情况,可以根据系统暂态稳定性的评估结果,采取相应的控制策略,调整系统的运行状态,增强系统的暂态稳定性。

被动控制是指通过使用专门设计的保护装置,如电压继电器、过电流继电器等,来在系统受到扰动时自动切除故障源,保护电力设备免受损坏,并减小对系统造成的影响。

被动控制的实施通常是基于安全保护的需要,通过设定灵敏度和动作时间来控制故障的切除。

除了主动控制和被动控制外,还有一些额外的控制策略可以用于提高电力系统的暂态稳定性。

例如,采用柔性交流输电技术(FACTS)装置来改变电力系统的电气参数,从而提高系统的暂态稳定性;采用多机协调控制技术来优化发电机组的出力分配,实现系统的动态均衡。

电力系统的暂态稳定性分析

电力系统的暂态稳定性分析

电力系统的暂态稳定性分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,它的稳定运行对于保障电力供应的可靠性和质量至关重要。

而暂态稳定性分析则是电力系统运行中的一个重要方面,它主要研究电力系统在发生故障或突发负荷变化时的动态响应和稳定恢复能力。

暂态稳定性是指电力系统在遭受外界扰动后,能够在一定时间内恢复到新的稳定工作状态的能力。

它是电力系统运行安全性的重要指标,也是电力系统规划、设计和运行的关键问题之一。

暂态稳定性分析的目的就是评估系统在遭受各种故障或负荷变化时的稳定性,并采取相应的措施来提高系统的稳定性。

在进行暂态稳定性分析时,首先需要建立电力系统的数学模型。

这个模型通常是基于电力系统的节点和支路参数,包括发电机、变压器、线路和负荷等。

然后,通过对这个模型进行求解和仿真,可以得到系统在不同故障情况下的动态响应和稳定恢复过程。

暂态稳定性分析的核心是对系统的动态稳定性进行评估。

这个评估通常包括两个方面的内容:一是判断系统是否能够在故障后恢复到稳定工作状态;二是评估恢复过程中的稳定性和动态性能。

为了实现这个评估,通常需要考虑系统的暂态稳定极限、暂态稳定域和暂态稳定边界等指标。

在实际的电力系统运行中,暂态稳定性分析可以帮助运营人员预测系统在故障发生后的动态响应,并采取相应的措施来保障系统的稳定运行。

例如,当系统遭受短路故障时,暂态稳定性分析可以帮助运营人员判断故障是否会导致系统崩溃,并提供相应的补偿措施,如调整发电机励磁系统或采取控制措施来稳定系统。

此外,暂态稳定性分析还对电力系统的规划和设计具有重要意义。

通过对系统的暂态稳定性进行评估,可以确定系统的容量和配置,以满足系统在故障或负荷变化时的稳定要求。

同时,暂态稳定性分析还可以帮助设计师评估不同方案的优劣,选择最优的方案来提高系统的暂态稳定性。

总之,电力系统的暂态稳定性分析是电力工程中一个重要的研究领域。

它关注系统在面临故障或负荷变化时的动态响应和稳定恢复能力,对于保障电力系统的安全可靠运行具有重要意义。

电力系统中的电压暂态稳定性研究与控制策略

电力系统中的电压暂态稳定性研究与控制策略

电力系统中的电压暂态稳定性研究与控制策略电力系统的稳态和暂态稳定性对于电网的可靠运行非常重要。

在电力系统中,电压暂态稳定性问题是一个关键性的课题,因为电压暂态稳定性的失控可能引发电力系统的崩溃,导致大范围的停电事故。

因此,研究电压暂态稳定性并制定相应的控制策略是电力系统运行与管理的重要内容之一。

为了理解电压暂态稳定性问题,首先需要了解电压暂态稳定性的概念。

电压暂态稳定性是指系统在负荷突变等扰动下,电压在暂态过程中的响应能力和稳定性。

具体而言,暂态过程是指电力系统在出现负荷扰动或其他突发事件时的瞬间响应过程,即电力系统达到新的稳定工作状态所需的时间。

因此,电压暂态稳定性研究的目标就是分析电力系统在扰动下的动态特性,并设计适当的控制策略来保障电力系统的稳定性。

电压暂态稳定性研究的基础是对电力系统模型的建立和分析。

电力系统通常是一个由发电机、变压器、输电线路等元件组成的复杂网络。

为了研究电力系统的暂态稳定性,可以将电力系统简化为动态模型,通过等值电路和数学模型来描述电力系统的暂态响应。

在建立电力系统模型时,需要考虑发电机的动态特性、变压器和输电线路的传输特性以及不同元件之间的相互影响等因素。

在电压暂态稳定性研究中,一种重要的方法是分析系统的潜在不稳定模态,并采取相应的控制策略来提高系统的暂态稳定性。

潜在不稳定模态是指系统在扰动下可能引发的不稳定振荡模式,可能导致电力系统的失控。

为了分析不稳定模态,可以通过线性化电力系统模型进行特征根分析,找到系统的特征根,并评估系统的稳定性边界。

基于分析不稳定模态的结果,可以提出相应的控制策略来增强电力系统的暂态稳定性。

一种常用的控制策略是采用电力系统的稳定器,例如发电机励磁控制器和无功补偿装置。

这些稳定器可以感知系统的不稳定模态,通过调整发电机的励磁电流或调节无功补偿装置的工作状态来控制暂态过程中的电压。

此外,还可以使用现代控制策略,如模糊逻辑控制和神经网络控制,来提高电力系统的暂态稳定性。

提高暂态稳定的措施

提高暂态稳定的措施
合理安排运行方式是提高暂态稳定性的重要措施之一 。通过合理安排机组的开停机计划、负荷分配和运行 参数等,可以降低系统的负荷波动和风险系数,从而 减少系统的失稳风险。
详细描述
合理安排运行方式包括根据实际情况制定科学的调度 策略、优化机组的开停机计划、合理分配负荷等。这 些措施可以降低系统的负荷波动和风险系数,从而减 少系统的失稳风险。此外,加强与调度部门的沟通和 协调,及时调整运行方式,确保系统的稳定运行。
深入研究暂态稳定的机理和 影响因素,掌握暂态稳定的 发生和发展规律,为提高暂 态稳定的措施提供理论支持 。
加强新技术的研究和应用, 如人工智能、大数据、物联 网等,探索新的控制和保护 策略,提高电力系统的暂态 稳定性。
开展跨学科的研究,借鉴其 他学科的先进理论和技术, 如控制论、信息论、非线性 理论等,为解决暂态稳定问 题提供新的思路和方法。
暂态稳定的重要性
保障电力系统的安全稳定运行
暂态稳定对于电力系统的安全稳定运行至关重要,任何暂态不稳定都可能导 致系统崩溃、停电等严重后果。
满足负荷需求
暂态稳定能够保证电力系统在面对负荷波动和其他干扰时,能够迅速恢复并 满足用户的需求。
暂态不稳定的影响
1 2
设备损坏
暂态不稳定可能导致设备过载或短路,从而造 成设备损坏。
VS
详细描述
电源支撑包括增加发电机组数量、提高机 组容量、优化机组控制策略等。这些措施 可以增加系统的惯性,提高系统的抗干扰 能力,从而维持暂态过程的稳定。此外, 合理安排电源的开停机计划,确保系统在 需要时能够提供足够的电力性的重要措施之一。通过优化电网结构,可以降低系统在故障情况下的扰动程度 ,从而减少系统的失稳风险。
详细描述
优化电网结构包括加强电网的互联互通、增加输电线路的冗余度、优化无功补偿装置的配置等。这些措施可以 降低系统在故障情况下的扰动程度,减少系统的失稳风险。此外,加强电网的智能化监控和管理,及时发现和 处置异常情况,确保电网的稳定运行。

电力系统的暂态稳定性

电力系统的暂态稳定性

PT=P0
f
a
d
P

bc
δ
δ0δc δm δh
• 积分得:
左侧=转子在相对运动中动能的增量; 右侧=过剩转矩对相对位移所做的功――线下方的 阴影面积――称为加速面积;
故障切除后
∵ ∴
P
k
P∴T=P
0
f
PⅢ
e
d
P

c δ
δc δm δh
右侧=制动转矩对相对角位移所做的功
=线上方的阴影面积(称为减速面积)
• 第二个是励磁绕组 微分方程:
• 还有两个即发电机 的转子运动人程:
• 以上的递推计算公式反映了两类方程交替求解 的过程,最终的目的当然是求δ 随t的变化曲线。 最后需指出.计及自动调节励磁的作用时,已 不能再运用等面积定则先求极限切除角度然后计 计算极限切除时间。而是只能先给定一个切除 时间tc计算按此切除时间切除短路时,系统能 否保持暂态稳定。对于发电机与无限大容量系
第八章
电力系统的暂态稳定性
第八章 电力系统的暂态稳定性
• 暂态稳定概述 • 简单系统的暂态稳定分析 • 自动调节系统对暂态稳定的影响 • 复杂电力系统的暂态稳定计算 • 提高暂态稳定的措施
暂态稳定概述
• 什么是电力系统的暂态稳定性 1、大干扰 2、与运行方式和干扰方式的关系 3、电力系统暂态稳定性的校验
二、提高发电机输出的 电磁功率
(一)对发电机施行强行 励碰
(二)电气制动
第五节提高暂态稳定性的措施
(三)变压器中性点经小 电阻接地
第五节提高暂态稳定性的措施
三、减少原动机输出的 机械功率
第五节提高暂态稳定性的措施
四、系统失去稳定后的措施 (一)设置解列点 (二)短期异步运行及再同步的可能性 • 这里仅讨论一台机与系统失去同步的过程。发电机受

第八章暂态稳定概述

第八章暂态稳定概述

第八章暂态稳定概述暂态稳定是指电力系统在扰动后,恢复到新的稳态工作状态的过程。

在电力系统运行中,由于突发负荷变化、设备故障等原因,都可能引发电力系统的暂态失稳,导致系统发生振荡、电压降低或电力设备过载等故障。

因此,对暂态稳定问题的研究和解决对于确保电力系统安全稳定运行至关重要。

暂态稳定问题的解决主要包括削减电力系统扰动的幅度、提高暂态稳定性和相邻工作点之间的能量转移能力等方面。

具体来说,可以通过以下几个方面来进行分析和解决。

首先,需要进行暂态稳定分析,对电力系统进行建模和仿真,确定系统的稳态工作点和稳定裕度。

通过对电力系统的状态估计和稳态分析,可以确定系统是否存在暂态稳定性问题,以及扰动的大小等。

在此基础上,可以采取相应的调控措施,削减扰动的幅度。

其次,对电力设备进行合理配置和优化,以提高系统的暂态稳定性。

电力设备的选择和配置对暂态稳定性有重要影响。

例如,调节变压器的参数和控制方式,选择合适的发电机励磁方式等。

通过优化设备参数和控制策略,可以提高系统的暂态稳定性。

另外,调节电力系统的自动稳定装置,提高系统的暂态稳定能力。

自动稳定装置(AVR)和自动功率控制装置(APC)等是电力系统中常用的调控设备。

通过对这些装置的合理配置和调节,可以快速响应系统的暂态变化,保持系统的稳态工作。

此外,采用并行控制系统和智能控制技术,提高系统的暂态稳定性。

现代电力系统普遍采用了并行控制系统和智能控制技术,通过对系统的分布式控制和优化控制,可以提高系统的暂态响应能力和稳定性。

例如,采用智能保护装置和在线优化控制器等。

最后,进行暂态稳定性评估和风险分析,及时采取措施应对潜在的暂态稳定问题。

对电力系统进行定期的暂态稳定性评估和风险分析,可以发现系统中可能存在的暂态稳定故障和风险点,及时采取措施进行处理和修复。

总的来说,暂态稳定是电力系统安全稳定运行的重要问题,需要综合考虑系统的建模分析、设备配置优化、控制调节等方面的因素。

电力系统中的稳态与暂态稳定性分析与评估

电力系统中的稳态与暂态稳定性分析与评估

电力系统中的稳态与暂态稳定性分析与评估电力系统的稳态与暂态稳定性是电力系统运行中至关重要的两个方面。

稳态稳定性关注电力系统在一定时间范围内的长期运行,而暂态稳定性关注电力系统在瞬态或短期故障条件下的稳定。

本文将对电力系统中的稳态与暂态稳定性进行分析与评估。

稳态稳定性是指电力系统在正常运行条件下的稳定性能。

它主要涉及电力系统的功率平衡、电压稳定和频率稳定。

功率平衡是指电网中各个发电机产生的有功功率与负荷消耗的有功功率之间的平衡。

电网中的各个发电机必须保持相对平衡,以确保电网内有足够的有功功率供应,不会导致电压或频率异常。

电压稳定性是指电网中的电压在正常范围内维持相对稳定,不会过高或过低。

频率稳定性是指电网中的频率保持在接近额定值的范围内,不会偏离太远。

暂态稳定性是指电力系统在扰动或故障条件下的稳定性能。

它主要涉及电力系统的动态响应和恢复能力。

电力系统的扰动可能来自于突然的负荷变化、短路故障或发电机的失效等情况。

在出现这些扰动时,电力系统必须能够快速调整其运行状态,以保持稳定。

电力系统的恢复能力是指系统在发生故障后,能够尽快恢复到正常运行状态,并恢复稳定。

恢复能力涉及到电力系统中各个元件(如发电机、变压器、线路等)的保护和自动化控制系统的功能。

稳态和暂态稳定性的分析与评估可以借助于先进的数学模型和计算机仿真技术。

稳态稳定性的评估主要包括潮流计算、电压稳定边界和传输容量评估。

潮流计算是计算电力系统中的电压、电流和功率分布的一种方法,可以用于评估系统的功率平衡情况。

电压稳定边界是指系统能够保持稳态稳定的最大无功功率容纳能力,通过计算电力系统中的静态无功定标曲线来评估。

传输容量评估是指评估电力系统中线路和变压器的潮流和功率限制。

暂态稳定性的评估主要包括一致性和复项计算。

一致性计算是指在故障情况下,通过数学方法和仿真技术,评估系统在某一瞬间的稳定性状态。

这可以通过求解电力系统的动态方程来完成。

复项计算是指在故障恢复后,评估系统的恢复能力和稳定性。

什么是暂态稳定暂态稳定的要求

什么是暂态稳定暂态稳定的要求

什么是暂态稳定暂态稳定的要求暂态稳定即电力系统暂态稳定,指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复得到原来稳定运行状态的能力,那么你对暂态稳定了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是暂态稳定的内容,希望大家喜欢!暂态稳定的解释同步运行稳定性、频率稳定性和电压稳定性是电力系统运行中必须同时满足的稳定性要求。

失去同步运行稳定性的后果是系统发生振荡,引起系统中枢点电压、输电设备中的电流和电压大幅度地周期性波动,电力系统因不能继续向负荷正常供电而不能继续运行,可能造成大面积停电;失去频率稳定性的后果是发生频率崩溃,引起系统全停电;而失去电压稳定性的后果则是系统的电压崩溃,使受影响的地区停电。

暂态稳定的要求目前,我国对保持暂态稳定的要求分三个层次:层次一(1)对较轻而又常见的故障,例如多回220kV线路中的一回发生单相永久故障,经重合后永跳,不但要求保持扰动后的系统稳定,还要求保持对用户的不间断供电。

层次二(2)对网络薄弱条件的故障,例如系统单回联络线的故障,要求扰动后系统稳定,但允许损失部分负荷。

层次三(3)对于严重的单一故障,即三相短路故障,仍强调要求保持扰动后的系统稳定,但允许采取各种可行的措施。

《电力系统安全稳定导则》中,把母线单相接地故障(不重合)的扰动明确地列入了允许损失部分负荷,但必须保持电力系统稳定的条款中。

暂态稳定的判据暂态稳定的判据是:电网遭受每一次大扰动(如短路、重合于故障、切除线路或机组等)后,引起电力系统机组之间的相对角度增大,在经过第一个角度最大值后作同步的衰减振荡,系统中枢点电压逐渐恢复。

核心提高暂态稳定的核心:减小功率差额。

措施提高暂态稳定的措施:(1)故障的快速切除和自动重合闸装置的应用(2)提高发电机输出的电磁功率(3)减少原动机输出的电磁功率(4)设置开关站(5)电气制动(6)切机,切故障(7)系统解列。

暂态稳定计算

暂态稳定计算

第四章暂态稳定计算一、实验目的理解电力系统分析中暂态稳定计算的相关概念,掌握PSASP暂态计算的过程。

学会根据相对功角判断系统的稳定性。

二、预习要求复习《电力系统分析》中有关暂态稳定计算的内容,了解有关暂态稳定计算的功能,理解常用暂态稳定计算方法,掌握系统暂态稳定性的判断方法。

三、实验内容(一)PSASP暂态稳定计算概述电力系统暂态稳定是指电力系统受到大干扰后,各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。

电力系统遭受大干扰之后是否能继续保持稳定运行的主要标志:一是各机组之间的相对角摇摆是否逐步衰减;二是局部地区的电压是否崩溃。

通常大干扰后的暂态过程会出现两种可能的结局:一种是各发电机转子间相对角度随时间的变化呈摇摆状态,且振荡幅值逐渐衰减,各机组之间的相对转速最终衰减为零,各节点电压逐渐回升到接近正常值,使系统回到扰动前的稳态运行状态,或者过渡到一个新的稳态运行状态。

在此运行状态下,所有发电机仍然保持同步运行。

这种结局,电力系统是暂态稳定的。

另一种结局是暂态过程中某些发电机转子之间的相对角度随时间不断增大,使这些发电机之间失去同步或者局部地区电压长时间很低。

这种结局,电力系统是暂态不稳定的,或称电力系统失去暂态稳定。

暂态稳定计算的数学模型包括一次电网的数学描述(网络方程)和发电机,负荷,无功补偿,直流输电,发电机的调压器、调速器、电力系统稳定器、继电保护等一次设备和二次装置动态特性的数学描述(微分方程)以及各种可能发生的扰动方式和稳定措施的模拟等。

因此PSASP暂态稳定计算(ST)的数学模型可归为以下三个部分:①电网的数学模型,即网络方程;②发电机、负荷等一次设备和二次自动装置的数学模型,即微分方程;③扰动方式和稳定措施的模拟,如电网的简单故障或复杂故障及冲击负荷、快关汽门、切机、切负荷、切线路等。

这些因素的作用结果是改变系统参数或状态变量。

(二)数据准备以WEPRI-36节点系统为例,其系统图如下:PSASP程序中给出了WEPRI-36节点系统的基础数据,为方便起见,就从WEPRI-36系统导入数据。

提高暂态稳定性的措施

提高暂态稳定性的措施

提高暂态稳定性的措施摘要暂态稳定性是指系统在受到扰动或发生故障时,能够在一定时间范围内恢复到稳态工作状态的能力。

提高暂态稳定性对于能源系统的安全和可靠运行至关重要。

本文将介绍一些可以采取的措施,以提高能源系统的暂态稳定性。

引言能源系统的暂态稳定性是指系统在受到扰动或发生故障时,能够在一定时间范围内恢复到稳态工作状态的能力。

暂态稳定性的提升对于能源系统的可靠运行至关重要,它能够保证系统在面临突发事件时能够迅速响应并恢复正常运行。

措施1:增加系统的惯性为了提高暂态稳定性,可以采取增加系统的惯性的措施。

系统的惯性是指系统对于外部扰动的响应速度,惯性越大,系统的响应速度越慢,从而能够更好地抵御外部扰动带来的影响。

增加系统的惯性可以通过增加系统的质量、增加系统中的旋转质量或增加系统的轨迹转移等方式实现。

例如,在风力发电系统中,可以增加发电机的转子质量,以增加系统的惯性。

在发生突发大风扰动时,系统的惯性将使得系统反应变慢,从而有更多的时间采取相应的措施,从而提高系统的暂态稳定性。

措施2:优化励磁控制策略励磁控制是影响暂态稳定性的重要因素之一。

在能源系统中,励磁控制可以影响系统的电压和频率等参数,从而影响系统的暂态稳定性。

通过优化励磁控制策略,可以提高系统在面临扰动或故障时的响应能力。

优化励磁控制策略的一个方法是采用模糊控制或神经网络控制方法,通过实时监测系统的状态和扰动,根据预设的优化准则来调节励磁控制参数。

这样可以使得系统在面临故障时能够快速响应,并采取相应措施进行恢复。

措施3:加强故障检测与保护故障检测与保护是保障系统暂态稳定性的重要手段之一。

及时准确地检测系统中的故障,并采取相应的保护措施,可以有效地防止故障进一步扩大,从而提高系统的暂态稳定性。

现代能源系统中,采用了各种故障检测和保护装置,如差动保护、过电流保护、过频保护等。

通过合理地配置和设置这些装置,可以实现对系统中各种故障的快速检测和保护。

同时,还可以采用自适应故障检测和保护方法,通过实时监测系统的工作状态来调整检测和保护的参数,以适应不同的故障情况。

暂态稳定等面积定则

暂态稳定等面积定则

暂态稳定等面积定则什么是暂态稳定等面积定则?暂态稳定等面积定则(Transient Stability Equal Area Criterion)是电力系统暂态稳定性分析中的一种方法。

在电力系统中,突发故障(如短路)会导致系统的电压和频率发生剧烈波动,如果这些波动超出了系统的承受能力,就可能引发电力系统的崩溃。

因此,了解暂态稳定等面积定则对于确保电力系统的可靠运行非常重要。

暂态稳定等面积定则通过分析故障后电力系统的暂态过程,判断系统是否能够恢复到稳态工作状态,并提供了评估电力系统暂态稳定性的方法。

该方法基于能量守恒原理,通过计算故障前后的动能差和势能差来评估系统的暂态稳定性。

暂态过程在了解暂态稳定等面积定则之前,我们先来了解一下电力系统在故障发生后的暂态过程。

当一个突发故障(如短路)发生时,电力系统会经历以下几个阶段:1.故障发生阶段:故障发生时,电力系统中的电压和频率会瞬间发生变化,导致系统无法正常运行。

2.初期暂态过程:在故障发生后的短时间内,电力系统中的电压和频率会剧烈波动,但系统开始逐渐恢复稳定。

3.暂态稳定过程:在初期暂态过程之后,电力系统的电压和频率逐渐稳定,并最终恢复到稳态工作状态。

暂态稳定等面积定则原理暂态稳定等面积定则基于能量守恒原理,通过计算故障前后的动能差和势能差来评估系统的暂态稳定性。

它认为,在暂态过程中,系统总能量不变。

因此,在故障发生前后的两个时间点上,可以将系统总能量表示为:E=KE+PE其中,E表示总能量,KE表示动能(由旋转质量产生),PE表示势能(由势差产生)。

根据以上公式,在故障前后两个时间点上可以得到:$$ E_1 = KE_1 + PE_1 \\ E_2 = KE_2 + PE_2 $$根据能量守恒原理,故障前后的总能量应该保持不变,即E1=E2。

根据等面积定则,可以得到以下关系:KE1−KE2=PE2−PE1这个关系表明,在暂态过程中,动能的减少应该与势能的增加相等。

暂态稳定总结

暂态稳定总结

暂态稳定总结引言暂态稳定是指电力系统在发生故障后恢复到稳定运行的过程。

暂态稳定的分析和研究对于确保电力系统的安全和可靠运行至关重要。

本文将对暂态稳定的概念、影响因素以及常见的暂态稳定控制方法进行总结和介绍。

概念及影响因素暂态稳定的概念暂态稳定是指电力系统在发生故障后,通过各种控制手段使系统从不稳定状态恢复到稳定状态的过程。

在这个过程中,系统的电压、频率和功率等参数会发生短暂的波动,最终趋于稳定。

影响暂态稳定的因素1.额定功率和负载率:系统的额定功率和负载率越高,对暂态稳定的要求也越高。

2.发电机容量和动态特性:发电机的容量和动态特性直接影响系统暂态稳定的能力。

3.传输线路参数:传输线路的电阻、电抗和电导等参数,决定了电力传输的效率和暂态稳定性。

4.发电机与负载之间的传输线路长度和类型:长距离和高压等级的传输线路对暂态稳定性有较大影响。

5.发电机和负载特性:发电机和负载的电流特性、功率因数和功率波动等因素会影响暂态稳定性。

暂态稳定控制方法主动控制主动控制是指通过调整发电机的励磁电流、转子电压和调节器参数等方式来改变系统的暂态稳定状况。

常见的主动控制方法有:1.励磁调节:通过调整励磁电流的大小和相位来控制发电机的输出功率和电压,从而影响系统暂态稳定性。

2.转子电压控制:调节转子电压的大小和相位,可以改变系统的电压和频率波动,提高暂态稳定性。

3.调节器参数优化:通过优化调节器的参数设置,可以使系统的暂态响应更加灵敏和稳定。

被动控制被动控制是指通过改变系统的结构和设备参数来提高暂态稳定性。

常见的被动控制方法有:1.采用高容量的发电机:增加发电机的容量可以在故障发生后快速补偿功率损失,提高暂态稳定性。

2.采用高性能的传输线路:使用低损耗、低阻抗和高电导的传输线路,可以减少电力损耗和电压波动,提高暂态稳定性。

3.采用优化的负载调度策略:通过合理调度负载的运行模式和功率因数,可以降低系统的负荷波动,提高暂态稳定性。

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8.1电力系统暂态稳定性概述
电力系统机电暂态过程的特点 暂态稳定分析的基本假设 近似计算中的简化
一、电力系统机电暂态过程的特点
电力系统受到大的扰动,经过一段时间后,或是逐步趋向 稳定运行或是趋向失去同步。 这段时间的长短与系统本身的状况有关,有的持续约1s (例如联系紧密的系统),有的则要持续几秒钟甚至几分 钟。
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WM
暂态稳定主要内容
1 暂态稳定分析的基本假设 简单电力系统的暂态稳定 发电机自动调节系统对暂态稳定的影响 复杂电力系统暂态稳定的分析计算 提高暂态稳定性的措施
第二篇:机电暂态过程分析
---电力系统暂态稳定 电力系 暂态稳
王敏 4 5 2 3
第八章 电力系统暂态稳定
暂态稳定:电力系统受到较大的扰动后各发电机 是否能继续保持同步运行的问题
P
PI
P0 ( cr 0 ) Pm cos cr Pm cos 0 Pm Pm
c.lim 称为极限切除角度,其对应的故障切除时间称为切除 故障的允许时间 tc.lim ,或简称为极限切除时间
P
d
PI
临界
P
PI
PI
PIII
P
P T
d
PIII
PIII
故功角继续增大
P T P 0
a k
h
0
k k
PT P0 a
d c b
h
P
c

m k k k
系统失稳

k
0
0
c
h
t=0
t
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P, ,
e c b e
PT P0
P
P
f d h
结论:快速切除故障是保证暂态稳定的有效措施
本教材涉及的内容
二、暂态稳定分析的基本假设
(2)发生不对称故障时,不计零序和负序电流对转子运动的影响。
暂态稳定性分析计算的目的在于确定系统在给定的大扰动 下发电机能否继续保持同步运行。因此只需研究表征发电 机是否同步的转子运动特性,即功角δ随时间变化的特性 即可
(1)忽略发电机定子电流的非周期分量和与它相对应的转子绕组电流的 周期分量。 采用这一假设后意味着发电机定子、转子绕组的电流、系统的电压 及发电机的电磁功率等,在大扰动后的瞬间均可以突变。同时,这 一假设也意味着忽略电力网络中各元件的电磁暂态过程。
系统暂态稳定
系统暂态稳定
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例:
一简单系统,元件参数已知,在其中一条输电线 路的首端发生三相短路故障,线路断路器在短路 故障后发电机转子角度增加30度时才断开,试分 析系统的暂态稳定性?
,
解:计算各种运行状况下的系统总阻抗和发电机的输出功率
XI Xd XL
2 0.4
0
t=0
t
二、等面积定则
对于简单电力系统:当不考虑振荡中的能量损耗时, 可以在功角特性图上,根据等面积定则简便的确定 最大摇摆角 max 并判断系统的稳定性。
由图分析:在功角由 0 变到 c 的 过程中,原动机输入的能量大于发电机 输出的能量,多余的能量将使发电机转速 升高并转化为转子的动能而储存在转子中
E
xd
xT 1
xL
xL
xT 2
U
I
如何进行暂态稳定性分析?
一、物理过程分析
1.一组系统必须能够承受的扰动方式: 正常运行方式(及其等值电路) 故障情况(及其等值电路) 故障切除后(及其等值电路) 分析:根据扰动前的运行方式和大扰动的类型分析 扰动后发电机转子的相对运动
1. 各种运行情况分析
正常运行时
E
xd
xT 1
xL
xL
xT 2
I
U
xT 1 1 X xd 2 xL xT 2 E U sin P X
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短路时:根据正序等效定则,相当于在短路点接 入一个 X
E
故障切除后(即一回路退出运行)
max
h
最大摇摆角

e
k
暂态稳定时的振荡过程
P, ,
f d e
失稳过程:当故障线路切除的比较晚时
a-b-c--e--h---------到h点,仍有:
P
P
P0 e d c b
0 k c m h
P
a b
e c
k
k
k
t t
P
e
f g
P
c
f
P
P
h
N
E
' Xd
XT1
XL
XL
XT2
U
X
' d
XT1
XL
XL
XT2
X
X X P xT 1 )( xL xT 2 ) ( xd X
1 2
E U sin X
xT 1 xL xT 2 X xd E U P sin X
由大扰动引起的电力系统暂态过程,是一个电磁 暂态过程和发电机转子间的机械运动暂态过程交 织在一起的复杂过程。 织在一起
由于在扰动后的不同时间里系统各部分的反应不同,在分析 大扰动后的暂态过程往往按下面3种不同的时间阶段分类:
(1)起始阶段:故障后约1s内的时间段。保护和自动装置动作,但发电机 的调节系统还来不及起到明显的作用。 (2)中间阶段: 1s 1 -6s 6 时间段,发电机组的 时间段 发电机组的调节系统已发挥作用。 已发挥作用 (3)几分钟时间段,热力设备中的过程将影响到电力系统的暂态过程。另 外,系统中还将发生永久性地切除线路以及由于频率和电压的下降,自动 装置切除部分负荷等操作。
2.一组扰动方式下发电机转子的相对运动(暂态稳定)
一般有
X X X
P P
P
a k e f
a
P
f g
P
h
P P P
P
PT P0
a k
e d
k
ห้องสมุดไป่ตู้
b c e f
PT P0
b
b c
c
P P

0 c max
min 0 k c
c c.lim
c c.lim c c.lim
A加=A减max
临界
tc tc.lim
tc tc.lim tc tc.lim
需要解决转子运动 方程的求解问题。
A加=A减max
临界
A加>A减max A加<A减max
系统失稳
A加>A减max A加<A减max
系统失稳
PⅢ 之间的面积正比于转子动能的变化量
W减

max c
等面积定则:即当减速面积等于加速面积时,转子角速 度恢复到同步速度, 达到 m 并开始减小。 当
| P | d
P0
P
e
PI
PIII
f
W减 =W加 时,发电机动能增量为零,即
max
c
( P PT )d
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三、近似计算中元件模型的简化
(1)发电机采用简化的数学模型
由于阻尼绕组的时间常数很小,自由电流衰减的很快,所 以可以不及阻尼绕组的作用
相当于无阻尼绕组发电机
(2)不考虑原动机调速器的作用
由于原动机调速器一般要在发电机转速变化后才能起调节作 用,加上其本身惯性较大,所以在一般短过程的暂态稳定计算中, 假定原动机输入功率恒定。
PⅡ 之间的面积正比于转子动能的变化量
W加 Pd
0 c
PI
P
e
f
PIII
PT
PI
PIII
PT
P0
a
d
PII
( PT P )d
0
c
P0
a
d
PII
PT >Pe:加速面积 加速面积
0
c
b
c
0
c
max

0
b
0
c
max

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2)减速面积:功率特性曲线上,功角从 c 变化到 max 时,PT 与
E U sin Xd
研究表征发电机是否同步的转子运动特性,即 功角δ随时间变化的特性
8.2 简单系统的暂态稳定性
静态稳定回 顾 状态方程线性化,然后求解A的特征值来分析判断系统受 到小扰动后的稳定性。
暂态稳定性分析是研究系统受到大的扰动后的过 程,因此不能采用线性化的方法,而且暂态过程往往 还伴随着系统结构的变化。
a
d
PII
PT


c
0
( PT P )d =
max
c
( P PT )d
c
b
0
暂态稳定的条件?
0
c
max
三、极限切除角
为了保持系统的稳定,必须在到达h点以前转子角速度恢 复到同步速度,h点的功角称为最大摇摆角,即
cr sin 1
P0 Pm
X
' X III X d X L 0.6
PIm ax
E 'U 3 XI
PII m ax 0
PIII m ax
E 'U 2 X III
计算初始状态下发电机的功角 0 sin
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