9现代电网运行技术(第二章稳定问题3)1103212
电力系统稳定运行与控制
电力系统稳定运行与控制在现代社会中，电力已成为人们日常生活中不可或缺的能源。
电力系统的稳定运行对于保障正常的生活和经济活动至关重要。
本文将探讨电力系统稳定运行的重要性以及一些相关的控制措施。
首先，我们需要了解什么是电力系统的稳定运行。
电力系统是由发电厂、输电系统和配电系统组成的一个复杂网络。
其目的是将发电厂生成的电力输送到各个用户处。
稳定运行意味着电力系统能够保持频率、电压和功率在正常范围内的稳定状态，对外部扰动有一定的适应性能力。
电力系统稳定运行的重要性不言而喻。
第一，电力系统的稳定性直接关系到人们正常生活和经济发展的顺利进行。
任何频繁的停电或电力波动都可能给人们的生活和工作造成严重影响，甚至造成损失。
第二，稳定的电力系统能够保障对重要设施和关键基础设施的供电，如医院、交通系统等。
这些设施的停电可能导致严重的后果，甚至威胁生命安全。
第三，电力系统的稳定性对于保障国家能源安全和经济发展具有重要意义。
一个稳定的电力系统有利于吸引外资和提高产业竞争力。
为了维持电力系统的稳定运行，需要一系列的控制措施。
首先是频率控制。
电力系统中的发电机以一定的频率运行，通常为50Hz或60Hz。
频率的稳定性对于维持电力供需平衡至关重要。
当电力供应不足时，发电机的转速会降低，导致电力系统频率下降。
相反，过剩的电力会导致频率上升。
因此，电力系统需要通过负荷调节和发电机控制来实现频率的稳定。
其次是电压控制。
电力系统中的电压波动会对用户设备产生不良影响。
为了维持电力系统电压的稳定性，部署了一系列的控制设备，如自动电压调节器（AVR）和无功功率补偿装置（SVC）。
这些设备能够根据实时的电力需求来调整电压，并通过控制变压器的绕组来稳定电力系统的电压。
此外，电力系统稳定运行还与功率控制密切相关。
通过控制发电机的输出功率，可以确保电力系统的供需平衡。
当电力需求增加时，发电机的输出功率需要相应增加，以满足用户的需求。
反之亦然，当电力需求下降时，发电机的输出功率需要相应降低。
现代电网运行技术
在此基础上很快出现了原始的直流发电机、 低压直流电的输电线路（电压100－400V）. 但由于是直流电，且电压低，输送功率小， 输电距离短。
第一章 现代电力系统的基本特征
? 50年后，即1882年，出现了世界第一个 电力系统，即用蒸气机发出的电能通过 1500－2000V的输电线，将1.5KW的功 率输送到57km外，驱动水泵。它包含了发 电、输电、用电设备。因此可以说形成了 一个最简单的电力系统。
电力工程系
Department of Electrical Engineering
现代电网运行技术
North China Electric Power University
第一章 现代电力系统的基本特征
一、什么是电力系统 二、什么是现代电力系统 三、现代电力系统的优势和问题 四、现代电力系统的结构
第一章 现代电力系统的基本特征
? 根据目前的电网规划，2020年前后国家电 网将基本建成“四横六纵”的特高压骨干 网架，国家电网跨区输送容量将占全国装 机总容量的25％以上。
? 高压直流输电： 随着晶闸管的发展，高压 直流（HVDC）输电对大容量远距离输电更 具有吸引力。
? 当电力系统由于系统稳定的考虑而不适合 联网或系统的额定频率不相同时，HVDC可 以提供非同步联网。
? 500kV直流输电 测量用光学互感器
第一章 现代电力系统的基本特征
? 现代电网是以超高压电压等级形成主网架， 以国家、区域、省网分层的电压等级为结 构特点。大容量机组直接接入超高压主网， 使之有利于远距离输电，这样可以最大限 度的合理利用能源。我国形成全国联网的 进程是随着三峡水电厂的投产加快的。
8现代电网运行技术(第二章稳定问题3)1103161
第二章 现代电力系统的稳定问题
模态分析可求出各节点对主导电压失稳模式的 参与因子，根据参与因子的大小，确定薄弱环节和 薄弱区域。参与因子越大，则表明该节点功率的变
化对电压稳定性影响越大。
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
灵敏度分析是计算各母线的电压对系统总功率 的变化率，即 、 。根据灵敏
采取的办法：1）切小网负荷；2）P降低，Q增大（线路暂态稳定运行极限 为22万kW，静态稳定运行极限为26万kW）。最后采取方案2。
后果：几分钟后小网电压崩溃。
为什么？
第二章 现代电力系统的稳定问题
我们在“电力系统稳态分析”中学过，对于一回输 电线路，在一定的传输功率下，它的电压降落为：
第二章 现代电力系统的稳定问题
输送过大的有功功率，使无功损耗增大， 从而更增加了输送的无功功率。
第二章 现代电力系统的稳定问题
发电机有功功率降低和无功功率增加不是线性关 系，更加大了无功功率的损耗，电压进一步降低。
第二章 现代电力系统的稳定问题
本节课内容 电压稳定的失稳判据可采用实用判据，根据枢纽
点母线电压下降幅度和持续时间进行判别，即动态
电压在10秒时急剧降低
功角在10秒后失步
第二章 现代电力系统的稳定问题
电压崩溃在联络线上的特点：
伴随着电压崩溃的发生， 系统联络线的输送功率出现 无功功率的突然增加和有功 功率的突然降低。 电压崩溃事故后，联络线 输送有功功率趋近零， 无功功率最大。
联络线上发生电压崩溃时PQ变化的情况
第二章
1 0.9
1）发电机与负荷距离较远。
2）在低电压工况下，变压器带负荷调节分接头装置动作。
3）不利的负荷特性。 4）各种控制和保护系统间协调不好。 5）过量的使用并联电容器。
第9章现代电力系统的运行
第二节 电力系统无功功率与电压的调整
❖综合负荷的电压静态特性：电压与负荷取用的有 功功率和无功功率的关系：
❖在额定电压附近，电压与无功 功率的关系比较密切，表现为无 功功率对电压具有较大的变化率。
❖分析系统运行的电压水平应从 系统的无功功率入手。
一、电力系统的无功功率平衡
1、无功电源：发电机、同步调相机、静电电容器、 静止补偿器等。
❖频率增加，负荷取用功
率增加；频率减小，负荷
取用功率减小。（负荷的
调节效应）
❖电力系统频率变化范围
很小，在较小的频率范围
内，该曲线接近直线。
2021/3/15
第9章现代电力系统的运行
8
3.电力系统的频率调整
（1）一次调整：针对第一种负荷变动进行的调整。 利用发电机组上装设调速器系统。
❖系统中一台发电机和一 综合负荷，静态频率特性 曲线如图：
❖负荷的变化将引起频率的变化;
❖原因是负荷的经常性变化,随时 都将打破电源有功出力与负荷消 耗的有功功率之间的平衡;
❖在电力系统运行中,必须调节电 源的功率保持系统的功率平衡,使 系统的频率运行在允许的范围内。
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第9章现代电力系统的运行
3
一、电力系统有功功率
2. 有功功率电源和备用容量：
PUcIosEU sin
X
Eco sU IX sin IsinEcosU
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X 第9章现代电力系统的运行
X
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（1）发电机：
❖发电机的无功输出与电压 的关系：
PUcIosEU sin
X
IsinEcosU
XX
QUsIinEU cosU2
XX
电网运行安全稳定性及管理对策分析
电网运行安全稳定性及管理对策分析电力企业的不断发展壮大，其越来越成为国民经济发展过程中的重要部分，随着电网规模的不断扩大，其安全性越来越受到大家的普遍关注。
在运行环境越来越复杂的情况下，强化电网运行的安全性和稳定性，加强各方面的管理措施，从而使电网得以安全稳定的运行是极其关键的。
标签：电网运行；安全稳定性；管理前言在我国经济快速发展的带动下，电网的改扩建工程得以不断的进行，电网结构发生了较大的变化，但在电网运行过程中仍存在着较为薄弱的地方，影响其安全稳定的运行。
电力系统的运行安全关系重大，其运行状态包括正常、警戒、紧急、失步和恢复等，因此在电网运行时，当有隐患发生时，会有提前预警行为，从而对运行情况进行适当的调整来保证重要负荷的供电。
所以在电网的运行过程中，为了保证其运行的安全性，需要做好以下几个方面的工作：其一，需要有预防性设施，在电网上主要要保证继电保护装置的可靠性，这样一旦有故障发生时，可以有效的切断故障部位，保证其他线路的稳定运行；其二，要确保控制装置和措施的稳定性，一旦有严重的故障发生，可以有效的进行切负荷或是切机，从而保证电网的正常运行；其三，要具有可以进行效率和电压控制的装置，这样当电网有严重故障发生时，避免发生大面积停电事故。
1 电网运行安全稳定性分析电力系统对国民经济的发展起着保证作用，一旦电力系统失去了稳定性，发生系统崩溃会造成大面积停电，从而给社会带来无法估量的损失。
目前随着科学技术的快速发展，各项高科技技术在电力系统中得以广泛的应用，在一定程度提高了电网运行的稳定性，但也同时给电网运行中带来了较多的问题需要解决。
1.1 数据提供的信息量不足电网在运行过程中会产生各种数据，这些数据包含着大量的信息，但在实际工作中，工程技术人员往往所获取的信息量是全体数据中极少的一部分，而对一些有价值的信息却没有进行深入挖掘，如通过各种数据找出系统失稳的原因、规律及联系等，这些信息对于调度人员是极其珍贵的。
6现代电网运行技术(第二章稳定问题1)110309
第二章
现代电力系统的稳定问题
校核暂态稳定，原则上只需按照规定的故障模式
进行系统暂态过程计算，当判定扰动去除后，系统
可以达到新的或恢复到原来的平衡状态，就可以认
为满足了要求，而不必考虑额外的裕度。
第二章
现代电力系统的稳定问题
但实际上，考虑到系统运行方式的千变万化和与 实际分析的运行方式的差异，计算暂态稳定极限时 往往留有一定的裕度。
标幺值（p.u）
10 5 0 -5 0 5 10 15 20 25 30
时间（sec）
第二章
现代电力系统的稳定问题
确定系统暂态稳定的极限，实际上是确定系统 内每一回重要联络线或一个断面的暂态稳定极限。
第二章
现代电力系统的稳定问题
确定的方法是：给定联络线上一个初值，进行暂态过程 计算，根据计算结果，对其潮流进行调整，在多种潮流方式 下按照《电力系统安全稳定导则》对给定联络线进行一级标 准的故障方式进行计算，确定该联络线暂态稳定极限后，在 此方式下，再按《电力系统安全稳定导则》规定的故障模式 对相邻元件进行暂态稳定校核。
第二章
现代电力系统的稳定问题
在同样的切除时间条件 下，扰动越大，即P2 越小，加速面积越大， 系统暂态稳定水平越低。 另外正常运行点越高， 也会造成加速面积大于 减速面积，使系统不能 保持暂态稳定。
第二章
现代电力系统的稳定问题
加速面积=减速面积 的最高正常运行点就 是暂态稳定极限。即 P0在一定位置时， abcda=defk’d就是 暂态稳定极限Pmax 。
第二章
现代电力系统的稳定问题
设正常方式下： 事故中： 事故后：
第二章
如图：
现代电力系统的稳定问题
第二章
电力系统稳定运行方法分析及措施
电力系统稳定运行方法分析及措施摘要：随着社会主义经济的不断发展，我国的电网也在不断的发展壮大，电力的发展，直接影响到国民经济的发展，同时也促进了人们生活水平的提高。
如果电力系统运行不稳定，就会给生产和生活带来极大的不便，因此，维护电力系统的稳定，保证电力系统安全运行，是我们电力工作者的重要责任。
本文针对电力系统的运行状态，提出了一些改进的措施，同时，对我国电力系统现状和未来的发展方向也进行了分析和展望。
关键词：电力系统稳定运行方法分析现如今，随着科技的不断发展，社会对于电力需求也不断的增加，电力的发展直接影响到国民经济建设以及人们的生产和生活，如果供电不稳定，或者是出现大面积停电，就会给社会经济以及生产企业带来严重的损失。
因此，对于电力系统，我们更要加强供电的管理，保证电网的稳定运行，现代社会经济给电力系统提出了更高的要求，即要保证合格的供电质量，又要保证经济、安全的发供电能，电力系统既包括变电、配电、发电、送电和用电设备，还包括二次系统的继电保护系统、调度通信系统、监测系统、远动和自动调控设备等，我国的电力系统已经进入大机组、高电压、大电网的崭新时代，伴随着发展和壮大，电力系统的安全稳定问题越来越明显。
目前，已经成为了亟待解决的迫切问题，解决电力系统的稳定运行问题，是我们电力系统科研、制造、生产、运行等部门的重要职责。
1、电力系统稳定运行的方法电力系统稳定运行是电力系统运行中的关键性问题，如果电力系统稳定性受到破坏，就容易导致大面积停电以及系统瓦解的严重性事故，给人们的生产和生活带来很多的不便，严重者会给社会生产带来巨大的损失。
随着科技的发展，电力系统的不断升级，通讯技术、计算机技术、电力电子技术以及控制技术在电力系统中已经得到了广泛的应用，同时，给电力系统的稳定运行，也带来了许多的现实问题。
电力系统的稳定可分为动稳定和静稳定两大方面，从长远的发展角度去看，电力系统的稳定运行，是电力系统长远发展的客观需要，假如说一个小规模的区域供配电系统或者孤立的发电厂，对稳定运行问题要求不是很高，那么广大地区、众多发电厂、大容量和大型机组并列运行时，电力系统的安全稳定运行就显得非常重要了。
现代电网运行技术(第三章稳定措施3)
第三章 提高电力系统稳定性的措施
低频减负荷整定与设计准则为： 1）当发生有功功率缺额，系统频率突然下 降时，必须及时切除与有功功率缺额相当 的负荷，使系统频率保持稳定（接近额定 值）。不能发生频率崩溃或频率长期悬浮 在某一低值下。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
2）在任何可能的情况下，低频切荷的低频 定值和切荷时间必须和大机组的低频保护 相配合，并留有一定的裕度。
联络线观察到功率振荡。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
南网总调调度员发现功率 振荡后，立即采取了措施， 即下令提升天广直流功率 200MW，并通知云南、贵州 各减少外送100MW，00： 08左右调整操作结束，系统 恢复正常。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
第三章 提高电力系统稳定性的措施
第三章 提高电力系统稳定性的措施
第三章 提高电力系统稳定性的措施
我国目前生产的低频减负荷装置都具有低 电压切负荷的功能。低电压和低频率可同 时切一条线路的负荷，也可分别进行。考 虑到事故状态下频率不稳定和电压不稳定 是互相伴随，因此，一般整定为同切一条 线路的负荷。对于电压稳定的薄弱点可单 独设置低电压切负荷装置。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
四、提高动态稳定性的措施 系统出现动态不稳定性最典型的特征就是 出现不衰减的电磁振荡现象。随着互联电 网的不断增大和大容量机组的投入运行， 动态不稳定问题越来越引起人们的关注。 动态不稳定现象在我国和国际上的电力系 统中都多次发生过。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
事例：1983年5月21日，葛洲坝＃1、3、5机组在 一条母线上运行。如图：
第三章 提高电力系统稳定性的措施
为了有助于提高暂态稳定，希望励磁系统 具有高速响应和高顶值电压的特性。与慢 动作的励磁机相比，由于借助于快速强行 励磁以提高电机的内部磁通，在第一个摇 摆期间，可以增大发电机的电磁功率输出。 这样就降低了加速功率，从而改善了暂态 稳定。
浅谈电网运行安全稳定性及管理对策
浅谈电网运行安全稳定性及管理对策电网是为人们提供充足电力的网络系统，在国民经济发展中发挥着重要的作用。
随着电力系统的不断建设与发展，电力系统的运行环境越来越复杂，这就要求电力系统配电网的运行更加安全与稳定。
标签：电网；安全；稳定；控制；随着我国电力事业的不断发展，超高压及远离距输电线路和大容量发电厂正在建设及投入运行，同时也带来了电网安全稳定方面的问题。
若电网不稳定，通常会导致大面积的停电，造成严重的国民经济损失。
而确保电网安全稳定性最重要的保障就是要具备有效的安全控制系统。
当前，电网是否能在各种不同情况下持续安全稳定运行，成为严重影响国家电力事业的发展的重要因素。
1、电网安全稳定运行的重要性电力系统的安全稳定运行一旦遭到破坏，就会造成系统的瓦解，甚至大面积的停电，并由此带来一系列灾难性的后果。
当今的电网，充分的运行了控制技术、计算机技术等，给系统的运行带来了很多的便利，同时，也由此引发了一些问题。
第一，在电力市场的发展中，电力系统通常情况下都是处于临界状态，这给调度人员的工作带来了极大的挑战。
在新的市场环境下，重新认识电力系统的全局安全是很有必要的，对电力系统本质以及失去稳定的各种模式进行研究迫在眉睫，只有充分了解了其变化规律，才能对其发展的趋势进行正确预测。
当然，也应该尽量采用简易的信息，对系统的动态安全和各种参数的稳定极限进行估计。
第二，电力系统是一个十分庞大的系统，其中的不稳定类型复杂程度高，无法做到完整的预测，对于调度人员来说，应该努力筛选有价值的信息对系统进行预测，针对即将出现的问题进行控制，保证电力系统的安全稳定运行。
因此，在评估算法的准确度，实时性以及智能性上有很高的要求。
第四，电网运行的数据包括实测数据和数字仿真数据，工程技术人员通过此类数据所获得的信息量只是全体数据信息量的一部分，电力系统各种失稳模式、发展规律及内在联系等更有价值的信息没有得到显示，对电网的调度人员来说，这些信息具有十分重要的参考价值。
现代电网运行技术(第六节)
第三章 提高电力系统稳定性的措施
• 1928年串联补偿技术首先应用于美国的 年串联补偿技术首先应用于美国的330KV 年串联补偿技术首先应用于美国的 系统， 系统，到1998年，世界上串联电容安装总量已超 年 过90000Mvar。 。 • 我国 我国1972年首次在刘家峡 关中 年首次在刘家峡---关中 年首次在刘家峡 关中330KV线路 线路 采用补偿度为30%的串补装置。 的串补装置。 采用补偿度为 的串补装置 • 根据加拿大 根据加拿大CEA—ERIS对1978—1983年串补 对 年串补 设备的运行统计数据表明： 设备的运行统计数据表明：串补装置事故率为 0.6次/年.组；平均故障修复时间为 小时/次 次 年 组 平均故障修复时间为67.9小时 次； 小时 可用率可达99.54%。电容器年故障率在 可用率可达 。电容器年故障率在0.03以 以 下。
第三章 提高电力系统稳定性的措施 • 事例： 事例： • 330KV刘天关 刘天关600km线路，装设30%串 线路，装设 刘天关 线路 串 联电容补偿，静稳水平提高5万千瓦 万千瓦， 联电容补偿，静稳水平提高 万千瓦，暂态 稳定水平提高4万千瓦。 稳定水平提高 万千瓦。 万千瓦
第三章 提高电力系统稳定性的措施 • 随着电力电子技术和晶体管技术的发展， 随着电力电子技术和晶体管技术的发展， 串联电容补偿由常规不可控制发展到可控 串联电容补偿， 串联电容补偿，可控串联补偿较常规固定 串联补偿对提高暂态稳定水平更有效。 串联补偿对提高暂态稳定水平更有效。
第三章 提高电力系统稳定性的措施 • 事例： 事例： • 甘肃陇南地区碧口电厂---成县变电站的 甘肃陇南地区碧口电厂 成县变电站的 一条140公里 公里220KV线路，当系统无补偿 线路， 一条 公里 线路 设备时，稳定情况较差， 设备时，稳定情况较差，碧成线碧口侧发 生单相瞬时故障时， 生单相瞬时故障时，碧成线的稳定极限为 245MW，不能满足电力送出的需要，同时 ，不能满足电力送出的需要， 系统在故障后振荡衰减较缓慢。为此， 系统在故障后振荡衰减较缓慢。为此，在 220KV碧成线上加装串补，以解决其电力 碧成线上加装串补， 碧成线上加装串补 送出问题。 送出问题。
8电网调度自动化(第二章稳定问题2)130320解析PPT课件
2020年9月28日
21
第二章 现代电力系统的稳定问题
实际上，暂态稳定是指电力系统受到大干扰后， 各同步发电机间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。
静态稳定：电力系统的静稳定性是指电力系统受 到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，能 够自动恢复到原平衡状态的能力。
2020年9月28日
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第二章 现代电力系统的稳定问题
以上是对简单电力系统稳定性的分析，对 于实际的电力系统静态稳定性分析一般采用 实用静稳定法或求线性化状态方程组系数矩 阵的特征根来判断系统的静态稳定性（也叫 小干扰法）。
2020年9月28日
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第二章 现代电力系统的稳定问题
在对系统进行静态稳定分析中，一般都采 用实用静稳定法。对系统的静稳定分析一般 用于长距离重负荷线路，对于大电源的送出 线，在过渡时期跨大区或省网间联络线，网 络中的薄弱断面等需要进行静态稳定性分析。
2020年9月28日
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第二章 现代电力系统的稳定问题
对于单机对主系统模式或单机经大环网分别接 入主系统的模式。如一般水电厂距离负荷中心较远， 在丰水季节，需要水电厂经远距离联络线送入负荷 中心，分析这类静稳定问题采用实用静稳定计算法。
2020年9月28日
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第二章 现代电力系统的稳定问题
实用静稳定法是不断的对系统加入小扰动，如下图所示， 不断增加送端发电机出力，同时不断减少受端发电机出力， 使联络线功率不断增加，直至联络线输送有功功率下降或振 荡。联络线最大输送功率为该联络线的静稳定极限(系统阻 尼足够强）。
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第二章 现代电力系统的稳定问题
2020年9月28日
电网稳定运行技术研究
电网稳定运行技术研究一、引言电网是现代工业和生活的基础设施之一，为保障电网安全运行，电网稳定运行技术是必不可少的研究方向。
本文将从电网稳定运行技术的定义、研究现状、影响因素和应对措施等方面进行探讨。
二、电网稳定运行技术的定义稳定运行是指电力系统各种力学、电磁和热力学过程保持平衡，不失稳的状态。
电网稳定运行技术主要包括对电力系统的频率、电压、无功功率等进行控制和调节，以保持电力系统的稳定运行。
三、电网稳定运行技术的研究现状目前，电网稳定运行技术已得到了广泛的研究和应用。
其中，主要集中在以下几个方面：（一）电网频率稳定技术电网频率稳定技术是指通过对电网负荷和电源进行调整，使得电网频率保持在规定范围内，并且在电网扰动和故障的情况下能够快速恢复稳定。
目前，该技术主要采用颗粒群算法、模糊控制和神经网络等智能算法进行控制和优化。
（二）电网电压稳定技术电网电压稳定技术是指通过对电网电压进行调节，使得电网电压在规定范围内稳定运行。
该技术主要采用计算机辅助控制、遗传算法和模糊控制等方法进行控制和优化。
（三）电网无功功率稳定技术电网无功功率稳定技术是指通过对电网中的无功功率进行调节，保持其在规定范围内稳定运行。
该技术主要采用PI控制、变容器补偿和静止无功发生器等方法进行控制和优化。
四、电网稳定运行技术的影响因素电网稳定运行技术的稳定运行受到很多因素的影响，主要包括以下几个方面：（一）负荷变化负荷变化是电网稳定运行的主要因素之一。
电网负荷的不稳定变化会导致电网频率、电压等参数的不稳定。
因此，合理调整负荷分配，使得电网负荷均衡分布，可以有效达到电网稳定运行的目的。
（二）电源变化电源变化也是影响电网稳定运行的主要因素之一。
当电源的输出功率发生变化时，会导致电网的参数值发生变化，甚至导致电网的失稳。
因此，合理调整电源负荷和运行模式，是保证电网稳定运行的必要条件。
（三）环境变化环境变化也是影响电网稳定运行的主要因素之一。
例如气候、温度等变化，都会对电网的参数值产生影响。
现代电网运行技术(第五节)
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时 间 (秒 )
第二章 现代电力系统的稳定问题
250 200 150 100
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发电 机 功角 酒 钢5 J-韩城1 J (d e g . )
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第二章 现代电力系统的稳定问题 • 联络线上发生电压崩溃时PQ变化的情况
电力工程系
Department of Electrical Engineering
现代电网运行技术
North China Electric Power University
第二章 现代电力系统的稳定问题
• 电压稳定性的失稳判据可采用实用判据， 根据枢纽点母线电压下降幅度和持续时间 进行判别，即动态过程中系统枢纽点母线 电压下降持续（一般为1秒）低于限定值 （一般为0.75p.u.），就认为系统电压失 稳。
功率的变化率，即
、
。
根据灵敏度的大小也可确定系统的薄弱点
和薄弱区域。变化率越大，灵敏度越高， 电压稳定越薄弱。
• 找到引起电压失稳的薄弱点和薄弱区域后， 可在这些点和区域先采取有效措施
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
• 二、电力系统的频率稳定性 • 频率是电力系统运行的一个重要质量指标，
• 2）自动低频减负荷装置动作后，应使运行 系统稳态频率恢复到正常水平；为了考虑 某些难以预计的可能情况，应增设长延时 的特殊动作轮，使系统运行频率不致长期 悬浮在低于49.0HZ的水平。
13现代电网运行技术(第三章安控装置)110402
压板，2台机运行时投1台切机压
板。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
略马线略阳侧装设过负荷
解列装置，采用就地判别，当
装置检测出略马线过负荷电流 值达到整定值时，装置动作， 跳开略马线。 该装置为碧口水电厂和石 泉水电厂在丰水季节的水电送 出起到了很大的作用,但一直未
1逻辑式安控装置逻辑式切负荷切机装置的原理较为简单装置通常以某一个电厂或某一个变电站保护和开关动作信息作为装置的启动信号根据机组或线路保护和开关动作的多少经逻辑电路进行逻辑判别下达若干个命令切负荷切机
电气与电子工程学院
现代电网运行技术
North China Electric Power University
a）南方互联电网安全稳定控制系统（1994年投入使用）， 如图：
第三章 提高电力系统稳定性的措施
南方电网经500KV线路，将天生桥和岩滩等水电厂的电力送到广东、 贵州等地。500KV线路除平--岩--来环网外，有两条联络线为单回线， 500KV平--岩--来线路还和220KV线路构成电磁环网，电网联系薄弱，稳 定问题较为严重。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
事例： 2001年甘肃 碧口地区电 网220KV碧 成线安全自 动装置就属 于该型安控 装置，如图：
第三章 提高电力系统稳定性的措施
碧口地区电网存在如下 稳定问题： 1）当220KV碧成线在一 定的输送功率下，发生单相 瞬时故障，需立即切除碧口 电厂一台机，方可保持该系 统的稳定。 2）当碧成线因故障三相 跳开，碧口水电厂频率过高， 需切除并入碧成线运行机组 的其中一台，可保持碧口水 电厂机组的稳定。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
第二章电力系统的运行状态及
之间夹角。
7
在a点，当扰动使发电机的角度获得微小增量 时，发电机
发出的功率将随之增大，此时发电机与原动机之间的功率平
衡遭到破坏。由于这时发电机发出的电功率大于原动机的机
械功率，即原动机的驱动转矩小于发电机的电磁滞动转矩，
结果使发电机组开始减速，其角度增量 逐渐减小，经过
一段过渡过程后运行又恢复到扰动前的运行点a，使发电机 与原动机间恢复了功率的平衡。所以，在a点运行时，电力 系统是静态稳定的。
等式约束条件：
n
PGi
m
PLj
l
PSk
i1
j 1
k 1
n
m
l
i 1
QGi
QLj QSk
j 1
k 1
有功电源：发电机
无功电源：并联电容器 同步调相机
同步电动机 静止补偿器
1
二、电力系统运行状态分类
1、正常运行状态：满足等式和不等式约束条件，是经济运
现代励磁控制的作用：
不仅控制发电机端电压，还控制发电机的功率因数和电流等参数
（1）稳态运行时
a)保持发电机在运行中的电压恒定； b)同步发电机并列运行时调节无功功率的分配； c)提高输电线路静态稳定极限，扩大稳定范围； d)可以阻尼和抑制低频震荡。
（2）暂态过程中
a)负荷剧烈变化时，调节发电机输出电压； b)系统状态不稳定时，可以强行励磁，提高系统稳定性。
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同步发电机励磁系统的组成
励磁功率单元：由直流励磁机或交流励磁机加可控整流器，也可是交流变压器
加可控整流器构成
励磁调节单元：由自动电压调节器（AVR）、电力系统稳定器（PSS）及其附
现代电网调度运行方式应用探讨
现代电网调度运行方式应用探讨发布时间：2022-11-11T08:01:11.859Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：黄光跃朱勇卢刚[导读] 电网调度一般也被称为电网运行，电力系统运行的过程中电网调度占据着非常重要的位置，电网调度也对电力系统的发展有着十分显著的影响。
国网六安供电公司安徽六安 237001摘要：电网调度一般也被称为电网运行，电力系统运行的过程中电网调度占据着非常重要的位置，电网调度也对电力系统的发展有着十分显著的影响。
现阶段，我国的科技发展水平得到了显著提升，电网调度工作的水平也越来越受到人们的关注和重视。
在时代不断发展的今天，电网调度工作也必须要面对新的挑战，所以我们也有必要仔细的研究现代电网调度运行方式。
关键词：电网调度；运行方式；现状经济的发展和科技的进步都在不断推动电力系统的建设，但是也提高了人们对电力系统的需求。
虽然在电网调度方面我国已经拥有先进技术，但是在实际应用时仍存在诸多不足。
所以，为了能够提高电网调度的质量，需要采取相关方案更好地对其进行掌控，以保证电网调度能够稳定运行。
1现代电网调度运行方式应用中的问题1.1管理水平有待提高与许多发达国家相比，我国电网调度工作中运行管理方面还存在着很大的差距，管理水平还需要不断提高。
管理人员在管理技术的应用方面存在着较为显著的不足，此外我国电网调度管理相关技术也不够先进，电网调度工作人员数量较少。
现阶段，我国电力系统发展水平日益提高，同时在科学技术层面也得到了很好的发展，所以电力部门运行过程中对员工的需求也有了十分显著的提升。
但是现阶段的电网调度管理人员数量还无法充分满足电网调度工作的基本需要。
因此也使得我国电力系统维护工作一直无法得到显著的发展，这也对我国电力系统运行的质量及效率产生了明显的不良影响。
1.2技术不足，安全性差若在电力系统调度工作中出现了一些技术上的不足，就会对调度工作产生十分显著的影响。
如技术人员在专业水平方面存在着十分明显的不足，或在电力部门日常工作中所采用的技术方式和专业设备方面都存在着明显的缺陷，都会使调度工作的水平和整体质量明显下降。
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第三章 提高电力系统稳定性的措施
如在联络线加装串联电容器、快速切除故障、 如在联络线加装串联电容器、快速切除故障、切 切负荷等专门的稳定措施。 机、切负荷等专门的稳定措施。由于暂态稳定性已 获得高度重视，在提高稳定性的方法和措施方面取 获得高度重视， 得的进展也非常大。归纳起来， 得的进展也非常大。归纳起来，无非是提高暂态稳 定性的目标是获得以下效果中的一个或几个。 定性的目标是获得以下效果中的一个或几个。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
4）通过施加人工负荷减少加速转矩。（电气制动） ）通过施加人工负荷减少加速转矩。（电气制动） 。（电气制动
第三章 提高电力系统稳定性的措施
在提高暂态稳定性的措施中， 在提高暂态稳定性的措施中，我们可将其分为一 次系统措施和二次系统措施， 次系统措施和二次系统措施，一次系统措施主要是 从网架结构和增加电气设备方面采取有效措施。这 从网架结构和增加电气设备方面采取有效措施。 种措施可靠性高，但投资较大。 种措施可靠性高，但投资较大。二次系统措施是在 一次系统不能得到改善的情况下， 一次系统不能得到改善的情况下，加装安全自动装 置来进行补救，这种措施投资小，施工周期短， 置来进行补救，这种措施投资小，施工周期短，但 可靠性相对较低。 可靠性相对较低。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
一、提高暂态稳定的措施
随着互联电网规模的增大和系统重大稳定事故 的发生，首先引起工程技术人员和许多学者重视的 的发生， 是系统的暂态稳定问题。 是系统的暂态稳定问题。为了提高系统的暂态稳定 水平，大部分工业界人士除了制定暂态稳定的准则， 水平，大部分工业界人士除了制定暂态稳定的准则， 对系统进行数字仿真、物理实验外， 对系统进行数字仿真、物理实验外，还在此基础上 研究了多种具体的控制措施。 研究了多种具体的控制措施。
第二章 现代电力系统的稳定问题
当失去主系统电源或大机组时，系统的有功功 当失去主系统电源或大机组时， 率缺额可能达到50%以上，这是一种特别严重的情况。 率缺额可能达到50%以上，这是一种特别严重的情况。 50%以上 我国的运行经验表明，当有功功率缺额过大时，在 我国的运行经验表明，当有功功率缺额过大时， 发生频率崩溃的同时，还可能出现电压崩溃。 发生频率崩溃的同时，还可能出现电压崩溃。
第二章 现代电力系统的稳定问题
出现频率失去稳定的情况一般是小系统失去大 电源。有两种小系统失去大电源的情况。 电源。有两种小系统失去大电源的情况。一种是由 主系统供应相当大比重的终端系统； 主系统供应相当大比重的终端系统；另一种是新建 立的电网，小系统装设大容量机组。 立的电网，小系统装设大容量机组。
具体标准为： 具体标准为：
1）在任何情况下的频率下降过程中，应保证系 在任何情况下的频率下降过程中， 统低频值与所经历的时间， 统低频值与所经配 合；频率下降的最低值还必须大于核电厂冷却介质 泵低频保护的整定值；以及整流系统对频率的要求， 泵低频保护的整定值；以及整流系统对频率的要求， 并留有一定的裕度。 并留有一定的裕度。
第二章 现代电力系统的稳定问题
在电网正常运行情况下，电网各点运行频率相同。 在电网正常运行情况下，电网各点运行频率相同。 当各发电机有功出力满足了全网电力负荷的总需求， 当各发电机有功出力满足了全网电力负荷的总需求， 并伴随负荷的变化而及时调节时，电网的频率保持在 并伴随负荷的变化而及时调节时， 额定频率下运行。如果电力系统的有功功率供大于求， 额定频率下运行。如果电力系统的有功功率供大于求， 电网的平均运行频率将高于额定值， 电网的平均运行频率将高于额定值，反之将低于额定 值。
电气与电子工程学院
现代电网运行技术
North China Electric Power University
第二章 现代电力系统的稳定问题
三、电力系统的频率稳定性
频率是电力系统运行的一个重要质量指标，它反 频率是电力系统运行的一个重要质量指标， 映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。 映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。
第三章 提高电力系统稳定性的措施 讨论
1、小扰动电压稳定性和大扰动电压稳定性有什麽 区别？ 区别？ 2、电力系统在什么情况下易发生功角稳定性？什 电力系统在什么情况下易发生功角稳定性？ 麽情况下易发生电压稳定性？ 麽情况下易发生电压稳定性？什么情况下需要分 析频率稳定性？ 析频率稳定性？
第二章 现代电力系统的稳定问题
2）自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统 自动低频减负荷装置动作后， 稳态频率恢复到正常水平； 稳态频率恢复到正常水平；为了考虑某些难以预计 的可能情况，应增设长延时的特殊动作轮， 的可能情况，应增设长延时的特殊动作轮，使系统 运行频率不致长期悬浮在低于49.0HZ的水平。 运行频率不致长期悬浮在低于49.0HZ的水平。 49.0HZ的水平
第二章 现代电力系统的稳定问题
频率稳定研究的目的： 频率稳定研究的目的：
当系统的全部或解列后的局部出现较大的有功 功率扰动造成系统频率大范围波动时， 功率扰动造成系统频率大范围波动时，需对系统的 频率稳定性进行计算分析， 频率稳定性进行计算分析，并对系统的频率稳定控 制对策、低频减负荷方案、 制对策、低频减负荷方案、机网协调策略以及各种 安全稳定措施提出相应的要求。 安全稳定措施提出相应的要求。
第二章 现代电力系统的稳定问题
2）负荷侧的低频减负荷装置 49HZ开始切除第一轮负荷 49HZ开始切除第一轮负荷 3）高频切机装置 51— 联络线故障， 51—52HZ 经延时跳闸 （联络线故障，大机 组的功率送不出去或低频减负荷装置过切负荷）。 组的功率送不出去或低频减负荷装置过切负荷）。 如果切机不成，还有过速切机，这是最后一道防线。 如果切机不成，还有过速切机，这是最后一道防线。
第二章 现代电力系统的稳定问题
为了防止系统发生频率崩溃事故，造成系统全停， 为了防止系统发生频率崩溃事故，造成系统全停， 在电力系统中配置了专门的低频和过频保护： 在电力系统中配置了专门的低频和过频保护： 1）发电机的低频解列装置 300MW机组 ） 机组 47.5HZ 30秒延时跳闸 一般还配备小机组 30秒延时跳闸 600MW机组 47.5HZ 9秒延时跳闸 一般还配 机组 秒延时跳闸 备小机组 在大型发电厂中， 左右的小机组， 在大型发电厂中，有2.5万kW左右的小机组，在 万 左右的小机组 系统解列后，该小机组可以保住厂用电的重要负荷。 系统解列后，该小机组可以保住厂用电的重要负荷。
第二章 现代电力系统的稳定问题
频率稳定的判据： 频率稳定的判据：
频率稳定的判据是系统频率能迅速恢复到额定频 率附近继续运行，不发生频率崩溃， 率附近继续运行，不发生频率崩溃，也不使事故后 的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。 的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
3）因切负荷引起恢复时的系统频率过调，其最 因切负荷引起恢复时的系统频率过调， 大值不应超过51HZ， 大值不应超过51HZ，并必须与运行机组的过频率保 51HZ 护相协调，且留有一定裕度，避免高度自动控制的 护相协调，且留有一定裕度， 大型汽轮机组在过频率过程中的可能误断开， 大型汽轮机组在过频率过程中的可能误断开，进一 步扩大事故。 步扩大事故。
第二章 现代电力系统的稳定问题
大系统一般不会出现频率崩溃。 大系统一般不会出现频率崩溃。 大机组的出现促使了大系统的形成。 大机组的出现促使了大系统的形成。
1999年8月5日20：27分，青海李家峡电厂两回出线因暴 1999年 20：27分 雨倒杆，双回线断线跳闸。 雨倒杆，双回线断线跳闸。当时李家峡电厂发电有功功率 500MW，电网总负荷9100MW 李家峡电厂跳闸后， 9100MW。 500MW，电网总负荷9100MW。李家峡电厂跳闸后，甩负荷 500MW，系统频率由50HZ下降到49.6HZ 频率降低0.4HZ 50HZ下降到49.6HZ， 0.4HZ， 500MW，系统频率由50HZ下降到49.6HZ，频率降低0.4HZ，即： 求该系统的单位调节功率。 求该系统的单位调节功率。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
1）使故障严重程度和持续时间最小以减少扰动的影 ；（快速切除故障 快速切除故障） 响；（快速切除故障）
第三章 提高电力系统稳定性的措施
2）增加恢复同步的能力；（切机、切负荷） ）增加恢复同步的能力；（切机、切负荷） ；（切机 3）通过控制原动机机械功率，减少加速转矩；（快关汽门） ；（快关汽门 ）通过控制原动机机械功率，减少加速转矩；（快关汽门）