华电电力系统自动化第17讲_调度自动化(3讲义)-静态安全分析和安全评定
电力系统静态安全分析
Ward等值法的改进措施（3）
非基本运行方式下WARD等值校正：
先以内部系统实时数据作状态估计，求出边界节点的电压模值与电压相角； 然后以所有边界节点作为平衡节点，对基本运行方式下的外部等值系统（由边界节点及保留的外部系统节点组成）作潮流计算。 对保留的PV节点：有功注入为0，电压模值为给定值，相角取边界节点相角平均值。 潮流计算求得的边界注入用于校正基本运行方式下的注入。 如果校正后注入进行状态估计时，与内部信息有较大残差，可修改边界节点电压模值与相角，重复计算2－3次。
第三节 支路开断模拟
第三节 支路开断模拟
直流潮流数学模型
写成另一种形式
其中
直流潮流的断线模型 应用直流潮流模型求解输电系统的状态和支路有功潮流非常简单。而且，由于模型是线性的，故可以快速进行追加和开断线路后的潮流计算。 原理：原网络直流潮流公式： 当支路（或追加）开断后，而注入功率P没有变化时，直流潮流公式为：
Ward等值法的改进措施（1）
并联支路的处理
等值后的并联支路，代表了从边界节点看出去的外部网络对地电容和补偿并联支路。
因为外部网络的串联阻抗值较小，所以外部系统的并联支路有集聚于边界节点的趋势。
因此：等值时尽量不用并联支路，而通过求边界的等值注入来计及影响。考虑并联支路聚集效应。
等值在边界的并联支路，产生错误的并联支路响应模型。如：边界节点电压微小变化，导致并联支路无功功率显著增加。
电力系统运行状态（2）
电力系统运行状态（3）
正常状态的电力系统可分为安全正常状态与不安全正常状态。 已处于正常状态的电力系统，在承受一个合理的预想事故集（contingency set）的扰动之后，如果仍不违反等约束及不等约束，则该系统处于安全正常状态。 如果运行在正常状态下的电力系统，在承受规定预想事故集的扰动过程中，只要有一个预想事故使得系统不满足运行不等式约束条件，就称该系统处于不安全正常状态。 预防控制：使系统从不安全正常状态转变到安全正常状态的控制手段。
华电电力系统自动化第讲调度自动化网络拓扑和可观测性分析
华电电力系统自动化第十讲调度自动化网络拓扑和可观测性分析概述华电电力系统自动化第十讲的主题是调度自动化网络拓扑和可观测性分析。
随着电力系统的规模不断扩大，复杂度不断增加，如何建立一个高效、可靠、可控制的电力系统已经成为电力系统工程学领域的一个热门话题。
调度自动化网络拓扑和可观测性分析是电力系统建模和优化的重要工具。
调度自动化网络拓扑电力系统调度自动化网络是指由各个调度自动化单元组成的调度系统网络。
这个网络的连接关系和拓扑结构是调度自动化系统的基础。
通过对调度自动化网络进行拓扑分析，可以有效地评估电力系统的稳定性和安全性，并为电力系统优化提供参考。
调度自动化网络拓扑的分析方法可以采用图论方法，通过将调度自动化节点和线路抽象成各种图元素，建立起电力系统调度自动化拓扑图，从而确定各个节点（如发电机、线路、开关等）的连接关系。
利用图论分析方法，可以评估电力系统的可靠性、稳定性，发现电力系统中的薄弱环节，为电力系统的优化提供可参考的数据。
可观测性分析可观测性是指在电力系统运行过程中，通过观测电力系统各个部分的物理量，以确定电力系统当前状态和未来状态的能力。
一般来说，通过电力系统各个节点的状态估计，可以确定电力系统的状态，如线路电流、电压、功率等。
利用可观测性分析方法，可以对电力系统进行状态估计和优化，提高电力系统的可靠性、稳定性。
可观测性分析方法可以用数学方法描述电力系统的可观测性问题。
通过数学公式描述电力系统各个部分之间的关系，研究观测点和被观测点之间的依赖关系。
利用数学方法可以评估电力系统的可观测性问题，发现电力系统中存在的不可观测点，为电力系统的优化提供参考。
应用实例调度自动化网络拓扑和可观测性分析在电力系统优化中有广泛的应用，具体应用实例有：电力系统拓扑优化电力系统调度自动化网络拓扑的优化是电力系统建模的核心问题之一。
调度自动化网络拓扑的优化方法可以通过增加线路、调整发电机出力等措施提高电力系统的可靠性和稳定性，从而提高电力系统的运行效率。
简单电力系统静态稳定判据
简单电力系统静态稳定判据1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，其稳定运行对于保障供电质量和经济发展至关重要。
在电力系统的运行中，静态稳定性是一个重要的指标，它描述了系统在各种扰动条件下的恢复能力。
本文将介绍简单电力系统静态稳定判据的相关内容。
2. 电力系统静态稳定判据的定义电力系统静态稳定判据是指在电力系统运行中，系统能否在扰动后恢复到稳定状态的判定准则。
静态稳定性的判定可以通过计算电力系统的潮流分布和功率损耗来实现。
3. 静态稳定判据的基本原理静态稳定判据的基本原理是基于电力系统的潮流计算和功率损耗计算。
潮流计算是指在电力系统中计算各节点的电压和功率的过程，通过解析节点电压和功率的方程组，可以得到电力系统的潮流分布。
功率损耗计算是指计算电力系统中各个元件（例如输电线路、变压器等）的功率损耗，通过比较功率损耗的大小可以评估系统的稳定性。
4. 静态稳定判据的常用方法静态稳定判据的常用方法主要包括以下几种：4.1 感应机法感应机法是一种基于感应机模型的稳定判据方法，它通过建立电力系统的等值感应机模型，并分析感应机的稳定性来评估系统的静态稳定性。
感应机法的优点是计算简单、易于理解，但是对于复杂系统的判定效果有限。
4.2 潮流灵敏度法潮流灵敏度法是一种基于潮流计算的稳定判据方法，它通过计算节点电压和功率对系统参数的灵敏度来评估系统的静态稳定性。
潮流灵敏度法的优点是适用于复杂系统，可以考虑系统的参数变化对稳定性的影响，但是计算量较大。
4.3 Lyapunov方法Lyapunov方法是一种基于Lyapunov函数的稳定判据方法，它通过构造Lyapunov 函数并分析其导数的符号来评估系统的静态稳定性。
Lyapunov方法的优点是理论基础扎实，可以得到系统的稳定性界限，但是计算复杂度较高。
5. 静态稳定判据的应用静态稳定判据在电力系统的规划、运行和控制中有着广泛的应用。
在电力系统的规划中，静态稳定判据可以用于评估不同方案的稳定性，选择最优的方案。
电力系统自动化重点整理
第1章发电机的自动并列1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。
☞并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。
发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。
☞对并列操作的基本要求：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。
②发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。
☞并列操作的两种方式：准同期并列（一般采用）、自同期并列（很少采用）。
☞准同期并列的概念：发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。
☞自同期并列概念：将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。
优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。
缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。
适用：只有在电力系统事故、频率降低时使用。
自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。
3、掌握准同期并列的三个理想条件，了解并列误差对并列的影响。
☞(1) fG=fX或wG=wX：待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；(2) UG=UX：待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；(3)δe=0：断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。
☞①电压幅值差对并列的影响：产生的冲击电流，在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电流主要为无功冲击电流。
冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害，必须限制冲击电流。
华北电力大学电力工程系各学科课程教学大纲(定稿)学习资料
华北电力大学电力工程系各学科教学大纲(定稿)目录《GIS装置及其绝缘技术》课程教学大纲 (1)《变电站综合自动化》课程教学大纲 (3)《超高压电网继电保护专题》课程教学大纲 (5)《城市供电》课程教学大纲 (7)《大型电机故障诊断》课程教学大纲 (9)《大型发电机与变压器运行》课程教学大纲 (10)《单片机原理及应用》课程教学大纲 (12)《电磁测量》课程教学大纲 (14)《电磁场数值计算》课程教学大纲 (16)《电磁场与电磁波》课程教学大纲 (18)《电磁兼容技术》课程教学大纲 (20)《电动力学》课程教学大纲 (22)《电工技术基础》课程教学大纲 (25)《电工学B》课程教学大纲 (27)《电机控制技术》课程教学大纲 (30)《电机学1》课程教学大纲 (31)《电机学2》课程教学大纲 (34)《电机状态监测》课程教学大纲 (36)《电力电子技术》课程教学大纲 (38)《电力电子技术应用》课程教学大纲 (41)《电力电子学基础》课程教学大纲 (43)《电力负荷预测》课程教学大纲 (45)《电力工程A》课程教学大纲 (47)《电力工程B》课程教学大纲 (49)《电力生产过程与动力设备》课程教学大纲 (51)《电力生产技术概论》课程教学大纲 (54)《电力市场运营理论与技术》课程教学大纲 (56)《电力系统调度运行与控制》课程教学大纲 (58)《电力系统分析基础》课程教学大纲 (60)《电力系统故障分析》课程教学大纲 (62)《电力系统规划与可靠性》课程教学大纲 (64)《电力系统过电压》课程教学大纲 (68)《电力系统继电保护原理》课程教学大纲 (71)《电力系统可靠性》课程教学大纲 (74)《电力系统数字仿真》课程教学大纲 (76)《电力系统稳定》课程教学大纲 (80)《电力系统谐波与无功补偿》课程教学大纲 (82)《电力系统远程监控技术》课程教学大纲 (84)《电力系统远程监控原理》课程教学大纲 (86)《电力系统暂态分析》课程教学大纲 (88)《电力系统主设备保护》课程教学大纲 (90)《电力系统自动化》课程教学大纲 (92)《电路计算机辅助分析》课程教学大纲 (94)《电路理论A（1）》课程教学大纲 (96)《电路理论A（2）》课程教学大纲 (99)《电路理论（B）》课程教学大纲 (101)《电路理论B(1)》课程教学大纲 (104)《电路理论B(2)》课程教学大纲 (106)《电路实验》课程教学大纲 (108)《电路实验(1)》课程教学大纲 (111)《电路实验（2）》课程教学大纲 (113)《电能计量》课程教学大纲 (115)《电能质量概论》课程教学大纲 (117)《电气工程概论》课程教学大纲 (119)《电气控制技术》课程教学大纲 (120)《电气设备在线监测和故障诊断》课程教学大纲 (122)《电气与电子系统设计》课程教学大纲 (124)《发电厂电气部分》课程教学大纲 (126)《高电压技术》课程教学大纲 (130)《高电压技术在非电力系统中的应用》课程教学大纲 (132)《高电压绝缘》课程教学大纲 (134)《高电压试验技术》课程教学大纲 (136)《高压电气设备状态维修》课程教学大纲 (138)《高压电器》课程教学大纲 (140)《工程电磁场》课程教学大纲 (143)《供电系统电能质量》课程教学大纲 (145)《光纤技术及应用》课程教学大纲 (147)《交流电机调速》课程教学大纲 (149)《可编序程控制器应用》课程教学大纲 (151)《控制电机》课程教学大纲 (153)《配电自动化》课程教学大纲 (155)《人工智能及其在电力系统中的应用》课程教学大纲 (157)《输电线路设计基础》课程教学大纲 (161)《数值计算方法》课程教学大纲 (163)《数字信号处理(电)》课程教学大纲 (165)《微机保护原理》课程教学大纲 (167)《微机检测技术》课程教学大纲 (169)《微机原理与接口技术A》课程教学大纲 (171)《现代用电技术》课程教学大纲 (174)《新能源发电技术》课程教学大纲 (177)《信号分析与处理》课程教学大纲 (179)《信号与系统》课程教学大纲 (182)《虚拟仪器技术》课程教学大纲 (185)《用电管理与监察》课程教学大纲 (187)《用电营销与管理》课程教学大纲 (189)《直流输电与FACTS技术》课程教学大纲 (191)《中压电网运行分析与接地保护》课程教学大纲 (194)《专业英语阅读(电气)》课程教学大纲 (196)《自动控制理论B》课程教学大纲 (198)《GIS装置及其绝缘技术》课程教学大纲课程编号：00200010课程名称：GIS装置及其绝缘技术英文名称：GIS Equipment and Insulation Technology总学时：24 总学分 1.5适用学生：电气工程及其自动化专业先修课程：《高电压技术》一、课程性质、目的和任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课。
电力系统及其自动化简介
电力系统和电力系统自动化电力工业是具有公用事业性质的基础性产业，电力行业是具有明显的社会公益性的行业，是国民经济的大动脉，电力供应的可靠性对现代社会具有极其重大的影响。
我国经济在稳步快速的发展，需要我国电力工业发展的支持，也给电力系统自动化产业提供了前所未有的机遇和挑战。
1我国电力系统发展和现状1.1体制变迁●97年前：电力工业部●97年8月：国家电力公司●02年3月：国务院正式批准了以“厂网分开，竞价上网，打破垄断，引入竞争”为宗旨的《电力体制改革方案》(即：国务院5号文件)。
●02年10月：成立国家电力监管委员会（电监会）●02年12月29日，在原国家电力公司的基础上，中国电力新组建(改组)的11家公司宣告成立，包括两家电网公司、五家发电集团公司和四家辅业集团公司分别经营电网、电源及辅业资产。
电网公司：✓国家电网公司✓南方电网公司发电公司✓华能集团公司✓大唐集团公司✓华电集团公司✓国电集团公司✓电力投资集团辅业集团✓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●电力产业总资产（2000年底）：2.5万亿元，其中原国电总资产1.8万亿元1.2近期发展状况●发电装机容量：1980：6587万KW（65869MW）1987：10289.7万KW1993：20000万KW1996：23654万KW2003：38900万KW2004：44000万KW，用电21735亿千瓦时2005年底：50841万KW，用电24220亿千瓦时未来十年，预计还要增加50000万KW变电站数量：1996年统计数据（注）：500KV：47330KV：25220KV：1003154KV：2110KV：549666KV：272935KV：20921目前每年新增变电站约4000个，改造老变电站约2000个。
2003年末数据（网络数据，供参考）：500kV：近100个220kV：1800多个110kV：5900个66kV/35kV变电站有5700多个另有数据显示，全国110KV以下、35KV以上的终端变电站有18000余座，35KV等级以下的各类配电变电站数量更多近几年，每年新增变电站约4000个，改造老变电站约2000个。
电力系统自动化试卷及思考题答案(华北电力大学)演示教学
1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。
3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。
4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。
实验项目二体现出保护是相互配合的。
当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。
实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。
继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。
5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。
电力系统自动化_华北电力大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电力系统自动化_华北电力大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.直流励磁机系统的励磁方式可以分为（）型和他励型两种励磁方式参考答案:自励2.远程自动抄表计费系统的构成主要包括：智能电度表、抄表采集器、抄表集中器和中央服务器参考答案:正确3.在最大励磁限制器中，不同励磁电压时最大励磁的允许时间是相同的参考答案:错误4.有载调压变压器分接头调压时，本身并不产生无功功率，因此，当系统无功不足时，可以用有载调压来提高全系统的电压水平。
参考答案:错误5.智能电网特点主要有：（）、自愈、兼容、经济、集成和优化参考答案:坚强6.（）调式消弧线圈在正常运行时，计算出目标补偿电流，处于远离谐振的位置；当发生单相接地故障后，快速调整至谐振状态，产生补偿电流；当故障消失后，重新将消弧线圈恢复到远离谐振的位置参考答案:随7.自动低频减负荷装置分为两组：基本轮和特殊轮。
其中，（）轮为快速动作，用以抑制频率下降参考答案:基本8.只要发电机励磁电流超过“过热限制值”，励磁调节器就会启动一个（）积分器参考答案:过热9.为了保证发电机转子发热的安全，励磁系统过励时间（）超过规定值参考答案:不10.在变电站采用补偿电容器进行调压时，可以改变无功分布，但是，不能弥补系统无功不足的问题参考答案:错误11.为了满足电力系统稳定性的要求，大容量发电机的励磁系统必须具有高起始响应的性能，高值励磁电压将会危及励磁机及发电机的安全，为此设置了最大励磁限制器。
参考答案:错误12.同步发电机可以在电压/频率比大于1.1的状态下长期稳定运行参考答案:错误13.在事故初期，延缓切除负荷功率对于延缓频率下降过程是有利的参考答案:错误14.IEC 61850-6定义了一种基于XML技术的ACSI，用于描述变电站自动化系统和一次开关之间的关系以及智能电子设备（IED)的配置情况参考答案:错误15.某配电网采用中性点不接地方式，当发生单相接地故障时，零序电压和零序电流具有一定的特征，故障线路的零序电流与正常线路的零序电流相位相同。
电力系统静态安全分析
01.
02.
03.
04.
目录
静态安全分析概述
静态安全分析方法
静态安全分析的应用
静态安全分析的发展趋势
静态安全分析的定义
静态安全分析是一种对电力系统进行安全评估的方法
主要关注电力系统在正常运行条件下的稳定性和可靠性
通过对电力系统的拓扑结构、参数和运行状态进行分析，评估系统在故障情况下的稳定性和恢复能力
潮流计算可以分析电力系统的稳定性、可靠性和效率，为电力系统的规划、设计和运行提供依据。
潮流计算主要包括节点电压计算和支路电流计算，通过求解网络方程得到各节点的电压和各支路的电流。
潮流计算还可以用于分析电力系统的故障情况，为故障诊断和恢复提供支持。
灵敏度分析
灵敏度分析的定义：研究系统参数变化对系统安全性能的影响
应用效果：提高电力系统运行效率，减少故障损失，保障电力系统安全稳定运行
04
考虑动态因素的静态安全分析
动态因素的影响：电力系统运行过程中，负荷、发电、输电等参数会发生变化，需要考虑这些动态因素对系统安全的影响。
01
动态安全分析方法：传统的静态安全分析方法无法考虑动态因素的影响，需要采用新的分析方法，如动态潮流计算、状态估计等。
03
静态安全分析的未来发展方向：与物联网、大数据、人工智能等技术的深度融合，实现电网的智能化、精细化管理。
04
评估指标：包括电压稳定裕度、频率稳定裕度、功角稳定裕度等
评估步骤：首先确定系统的运行状态，然后计算系统的静态安全裕度，最后分析系统的稳定性和可靠性
电网规划设计
1
静态安全分析在电网规划设计中的应用
2
静态安全分析在电网规划设计中的作用
3
电力系统静态安全分析
Zij Iij Ij-Iij
网络
U1(0) Ui
(0)
I1 Ii Ij In
(a)
网络
U1(1) Ui
(1)
0 Iij -Iij 0
Uj(0) Un (b)
(0)
Uj(1) Un (c)
(1)
图3-6
对于线性网络，可以应用迭加原理把图3-6（a）分成两个网络即 . 图3-6（b）和3-6（c）。这时待求的节点电压 U 也可看成两个部 . . . ( 0) (1) 分
式中： U 相当于没有追加支路情况下的各节点电压，这个向量可 以用原网络的因子表求出，即:
. (0)
U U U
(46)
U
. (0)
Y 1 I
. (0)
(47)
I 时求出的，其值为 U 是向原网络注入电流向量 . . (48) U (1) Y 1 I (1)
. (1)
. (1)
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补偿法
补偿法：将支路开断视为该支路未被断开，而在其两端节点 处引入某一待求的补偿电流，以此来模拟支路开断的影响。
特点：不必修改导纳矩阵，可以用原来的因子表来解算网络 的状态。
以单一支路开断为例说明补偿法的物理概念
当网络节点i、j之间发生支路开断，可以等效地认为在i、j节点间并 联了一个追加的支路阻抗Zij，其数值等于被断开支路阻抗的负值。 这时流入原网络的注入电流将由 I
Zij
. Iij
ZT Zij Zij
(53)
. 图3-7 用等效发电机原理求Iij的等值电路图
支路开断后的节点电压向量
通过等值电路络 ZT . E
电力系统静态稳定性ppt课件
电动机静态运行的转矩-转差率判据是
dM e ds
0。
第十章 电力系统的静态稳定性
第五节 保证和提高电力系统静态稳定性的措施
根本措施—缩短“电气距离”，也就是减小各电气元件的阻抗， 主要是电抗。
一、采用自动调节励磁装置
如果按运行状态变量的导数调节，则可以维持发电机端电压为 常数。这相当于发电机的电抗减小为零。
0.6 0.7
0.8
P
0.9 1.0
1.1 U
图10-10 同步发电机的静态电压特性
曲线A: E、q(U0) GA；曲线B:Eq(0)、UGB ；
Q1、Q2、Q3 对应不同电抗；X d1 X d 2 X d3
曲线C: Eq(0)、U ； GC UGA UGB UGC
隐极式同步发电机端输出的无功功率
二、减小线路电抗
采用分裂导线，可以减小架空电力线路的电抗。
三、提高电力线路的额定电压
在电力线路始末端电压间相位角保持不变的前提下，沿电力线 路传输的有功功率将近似地与电力线路额定电压的平方成正比。换 言之，提高电力线路的额定电压相当于减小电力线路的电抗。
四、采用串联电容器补偿
第十章 电力系统的静态稳定性
正负实根，此时 随 t增大而增大，关系曲线如图10-3(a)所示。
(2) 周期性等幅振荡。在TJ 0, SEq 0时，特证方程式只有共轭 是一种静态稳定的临界状态，如图10-3(b)所示。
第十章 电力系统的静态稳定性
(3)负阻尼的增幅振荡。当发电机具有阻尼时，特征方程式的根 是实部为正值的共轭复根，周期性地失去静态稳定 性，如图10-3(c)
（5）励磁按变量导数调节。如图108中e点。
（6）励磁按变量导数调节，但不限 发电机端电压。如图10-8中f点。
华电电力系统自动化第讲调度自动化静态安全分析和安全评定
华电电力系统自动化第讲：调度自动化静态安全分析和安全评定在电力系统中，调度自动化系统扮演着非常重要的角色。
它可以帮助电力公司实现对电网运行情况的实时监测，并可根据需要对系统进行调整，以保证系统的稳定运行。
调度自动化系统的作用非常重要，因此在设计和实现这种系统时，我们需要考虑许多方面的问题，包括系统的静态安全分析和安全评定。
调度自动化系统的作用调度自动化系统是电力系统中的一种先进的自动化系统。
它可以实时监测电网运行情况，识别和预测潜在的电力系统事故，并根据需要做出及时调整。
由于电力系统需要在任何情况下都能够保持良好的运行状况，因此调度自动化系统显得非常重要。
调度自动化系统可以收集、处理、分析各种类型的电力系统数据。
它可以借助警报系统、故障管理系统、自动控制和监测系统等来实现对系统的智能化监控。
它可以提供准确的报告和建议，使电力公司能够了解电力系统的状态和运行情况，并根据需要做出相应调整。
调度自动化系统的静态安全分析调度自动化系统在电力系统中具有非常重要的地位，因此我们需要对它的安全性进行全面的静态安全分析。
首先，我们需要对系统的网络拓扑结构进行分析。
在分析调度自动化系统的网络拓扑结构时，我们需要考虑各个子系统之间的联系和影响。
我们需要考虑各个子系统之间的相互依赖性，并找出可能导致系统故障的所有潜在问题。
为了确保系统的稳定性和可靠性，我们还需要对现有的机制和算法进行评估和改进。
其次，我们需要对系统的通信协议进行分析。
调度自动化系统中的各个子系统之间需要进行通信。
比如，调度自动化中心需要与各个分布在电网各个地点的末端设备进行通信。
因此，在分析通信协议时，我们需要考虑通信协议的可靠性、安全性、兼容性和可扩展性。
最后，我们还需要对系统的安全性进行全面评估。
为了确保电网系统的安全性，我们需要对调度自动化系统中可能存在的漏洞进行全面评估。
我们需要考虑各种类型的威胁和攻击，包括网络攻击、身份欺骗和业务欺骗等。
只有对这些问题进行全面评估，才能确保调度自动化系统在未来的运营中不会出现任何问题。
静态安全分析
静态安全分析1 实验原理在电力系统中，为了避免过负荷和电压越界引起的设备损坏，或由于过负荷设备在系统保护作用下退出运行而导致的大面积的连锁故障停电，常利用静态安全分析对系统进行事故预想，校验系统的承受能力，检验典型事故下，如发点机组和输变电设备强迫停运时的系统的安全性。
由于电力系统静态安全分析不涉及元件的动态特性和电力系统的动态过程，其本质上是系统运行的稳态分析问题，即潮流问题。
也就是说，可以根据预想的事故，设想各种可能的设备开断情况，完成相应的潮流计算，得出系统的静态安全性。
但是由于静态安全分析要求检验的预想事故数量非常大，而在线分析或实时分析又要在短时间内完成，因此开发研究了许多专门用于静态安全分析的方法。
如交流潮流法和直流潮流法。
本实验对交流潮流法的实验过程进行介绍。
PSS/E交流潮流法根据用户设定的故障列表对系统进行潮流计算，计算结果如监控电压、负荷情况等存储在二进制文件中。
PSS/E会将结果较为严重的故障单独列出，以便于用户进一步的研究。
2 实验步骤2.1 创建分布因子数据文件选择Power Flow->Linear Network->Build distribution factor data file(DFAX)…菜单，如图1所示，得到如图2所示的【创建分布因子数据文件】对话框。
在如图2所示的对话框中，指定子系统描述文件、监控数据和指定故障集，并指定分布因子数据文件，其默认的文件扩展名是.dfx。
图1 选择【创建分布因子数据文件】菜单图2 【创建分布因子数据文件】对话框单击图2所示的OK按钮之后，q会在PSS/E的progress栏中出现如图3所示的处理信息，并得到ac_contingency.dfx数据文件。
图3 创建分布因子数据文件时的处理信息2.2 交流潮流计算在得到DFAX数据文件之后，既可以进行交流潮流计算。
选择Power Flow->Solution->AC contingency solution(ACCC)…菜单，如图4所示，得到如图5所示的【交流故障求解】对话框。
电力系统静态安全分析.ppt
P 除平衡节点外的节点注 入有功功率列向 除平衡节点外的节点电 压相位角列向量
B 直流节点电纳阵。
' 0
当注入功率不变的情况 下，发生网络支路的开 断时
‘ P B B (0) （ 0） 0
' ' P B B B B （ 0） 0 (0) (0) 0
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安全正常状态：已处于正常状态的电力系统，在 承受一个合理的预想事故集的扰动之后，如果仍 不违反等式约束和不等式约束时系统的状态。 不安全正常状态：处于正常状态的电力系统，在 承受规定预想事故集的扰动过程中，只要有一个 预想事故是系统不满足运行约束条件时系统的状 态。 紧急状态：当系统运行在不满足不等式约束条件 下时的状态。 待恢复状态：当整个系统处于瓦解或崩溃时的状 态。
第一节 预想事故评定 第二节 自动故障选择
第二章 安全约束调度
第一节 安全控制的模型 第二节 求解方法
第三章 动态安全分析
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第一章 静态安全分析
电力系统静态安全分析是提高电力 系统安全性的重要措施之一，它的主要 内容包括： 预想事故评定 自动事故选择 预防控制
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直流法是以直流潮流法为基础的模拟单 一支路开断或多重支路开断的直流预想 事故分析法，是最为简单、快速但可能 也是最不精确的一种方法。它只能解出 支路的有功功率潮流和节点电压相位角， 而不能解出支路无功功率潮流和节点电 压模值。
10
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' [ P ] [ B ] 0][ 直流潮流算法模型：
}
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电力系统静态安全分析
4
静态安全域分析：确定 系统在给定运行状态下 的安全域范围
5
静态安全约束分析：分 析系统在给定运行状态 下的安全约束条件
6
静态安全优化分析：优 化系统运行方式以提高 系统静态安全水平
静态安全分析在电力系统中的应用
电力系统规划：评估电力系统在不同场景下 的安全性，为规划提供依据
电力系统运行：实时监控电力系统的运行状 态，及时发现并处理安全隐患
演讲人
电力系统静态安全分析
目录
01. 静态安全分析概述 02. 静态安全分析的关键技术 03. 静态安全分析的应用案例 04. 静态安全分析的发展趋势
静态安全分析概述
基本概念
01
02
03
04
静态安全分析：对 电力系统在给定运 行条件下的安全性
进行分析的方法
运行条件：包括负 荷、电压、频率等
系统参数
分析、概率风险评估
2
等方法进行安全裕度
评估。
3
评估指标：安全裕度
评估的主要指标包括
裕度系数、裕度范围、
裕度等级等。
静态安全分析的应用案例
电网规划与设计
01
确定电力系统 的规模和结构
02
评估电力系统 的可靠性和稳
定性
03
优化电力系统 的运行方式和
控制策略
04
评估电力系统 的投资效益和
环保效益
电网运行与控制
04
网络模型优化：根据实际需 求，对模型进行优化，提高 分析效率和准确性
故障模拟与分析
故障模拟： 通过计算机 仿真技术， 模拟电力系 统可能出现 的故障场景
故障分析： 对模拟的故 障场景进行 深入分析， 找出可能导 致系统故障 的原因
电力系统安全风险评估概论
电力系统安全风险评估概论—.基本概念电力系统风险评估是对电力系统安全性的综合分析。
对系统安全性分析涉及到系统故障前后的稳态行为和暂态行为，相应的安全分析也分为静态安全分析和暂态安全分析。
电力系统静态安全分析判断系统针对一组预想事故集合，通常包括支路开断，负荷波动等微小的扰动，是否出现支路过载或电压越限；暂态安全分析判断系统针对一组预想事故集合，通常包括切除或投入系统的主要元件，发生短路故障等较大扰动，是否失稳。
主要分类：1.静态安全分析风险评估；2.暂态安全分析风险评估；3.电力系统可靠性评估；电力系统静态安全性的风险评估要考虑电力系统中存在的诸多不确定性因素，包括发电机出力的不确定性，系统负荷的不确定性波动以及电气设备故障的影响。
分析过程可大致分为系统元件建模，静态安全性的风险评估指标建立与计算，系统决策优化和提出预防控制方法。
随机潮流是静态安全性分析的基础。
传统的潮流分析计算是在所有给定量，如节点负荷，投运的发电机台数，出力都给定的情况下进行，求出各节点电压及各支路潮流的确定值。
但由于负荷变化及预测的不确定性，发电机组和输电网络元件的计划检修或强迫停运，网络中的潮流分布本质上是不确定的。
随机潮流就是用概率论来描述这种不确定性，探索相应的数学建模，计算计算法和实际应用的研究。
在随机潮流计算过程中，各个系统原件，包括发电机。
负荷，输电线路等需建立相应的概率模型，对一组预想事故集合计算某种故障条件下的随机潮流，随机潮流的数学计算方法有多种，较为基础的是蒙特卡洛法。
蒙特卡罗法是利用一组符合系统元件概率分布规律的随机数列作为系统元件的数值输入，遍历各种情况进行确定的潮流计算，然后统计实验结果，得出风险评估指标的解和精度估计。
不过蒙特卡洛法计算量大，用时比较长，而且很可能出现随机取节点数据造成潮流不收敛的问题。
此外还有交流潮流线性化模型，Gram-Charlier级数展开法等。
电力系统静态安全性包括节点电压越限与支路功率过载。
华北电力大学_电力系统自动化-调速部分
（１）画出两机组的调差特性
f PG
＝-
f1 1＝PG1 f10 50 100 0 80 50 0.04 可得f10＝51.6Hz 同理可得f 20＝51.5Hz
（2）当负荷功率为１２０ＭＷ时系统频率为多少？两机 组出力各多少？
f 1＝ f＝ 0.04* PG1 100 PG1 f 2＝ f＝ 0.05* PG 2 50 PG 2 PG1 PG 2＝ 10 可解得PG1 7 MW；PG 2 3MW ; PG1 87 MW ; PG 2 3MW ; f 0.003; f 50 50* f 49.85Hz
1 b a f1 f， n
PGb PGa 0
3.3 机械液压调速器的原理
• 机 械 液 压 调 速 器 的 基 本 结 构
3.3 机械液压调速器的原理
• 调差机构的形成 f↓→A↓→C、F、E↓→B↑→进汽量↑→n ↑→ A ↑ • 调差机构的数学描述
f 2 f1 f ( Hz / MW ) PG 2 PG1 PG
3.2发电机组调速控制的基本原 理
• 原动机的机械转矩MT
MT
n(f,w) 0
3.2发电机组调速控制的基本原 理
• 发电机电磁转矩MG
发电机电磁转矩与电磁功率成正比。发电 机输出的电磁功率又与负荷的频率特性紧 密相关。
电力系统静态稳定性分析
电力系统静态稳定性分析一、电力系统静态稳定性的概念静态稳定性是指电力系统在外部扰动（如大负荷突然失去或电网连锁故障等）下，维持基本工作状态的能力。
电力系统静态稳定性分析主要研究系统的平衡和不平衡工作状态，以及在系统发生扰动后的响应过程。
主要包括潮流分析、电力系统潮流控制、稳定裕度分析等。
二、电力系统静态稳定性分析方法1.潮流分析潮流分析是电力系统静态稳定性分析的基础。
通过潮流分析可以确定系统各个节点的电压、电流、功率等参数，以及线路、变压器的负载情况。
潮流计算方法主要包括高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和直接潮流法等。
通过对潮流分析的结果进行评估和判断，可以得出系统的稳定性状况。
2.电力系统潮流控制电力系统潮流控制主要通过调整发电出力和负荷的分配来实现。
常用的方法包括静态无功补偿装置的投入和退出、变压器调压控制、发电机调压控制、风电和光伏发电等分布式电源的接入控制等。
通过潮流控制，可以有效控制系统的电压、无功功率等参数，从而提高系统的稳定性。
3.稳定裕度分析稳定裕度分析是针对电力系统可能发生的故障和异常情况进行评估和分析，以判断系统在不同工况下的稳定性水平。
常见的稳定裕度指标包括暂态稳定裕度、稳定边界等。
通过稳定裕度分析，可以识别和解决系统的潜在稳定问题，保证系统的稳定运行。
三、电力系统静态稳定性常见问题1.电压稳定问题：电力系统电压的稳定性是影响系统静态稳定性的重要因素。
过高或过低的电压都会导致系统稳定性下降，甚至发生电压失稳。
通过控制无功功率的输出、调整电网结构等措施，可以有效解决电压稳定问题。
2.功率平衡问题：系统内的功率平衡是保证系统稳定运行的基础。
发电出力和负荷之间的失衡会导致系统频率的变化，进而影响系统的稳定性。
通过合理调整发电出力和负荷分配，保持功率平衡，可以提高系统的静态稳定性。
3.事故短路问题：电力系统中的事故短路是可能引起系统瞬态稳定失稳的重要因素。
当发生事故短路时，会导致系统的电压下降、频率波动等现象，进一步影响系统的稳定性。
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1
P
Boii
ji
1, xij
ji
Boij
1 xij
06.02.2021
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Pi1 Pik
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直流潮流法的特点
求DC潮流不需要迭代，只需求解一次N-1阶 方程，计算速度快
DC潮流只能计算有功潮流的分布，不能计算 电压幅值，有其局限性
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静态安全评定
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大电网安全防御体系
第一道防线—在常见的单一故障被正常清除时
-加强电网结构(远期的预防性控制) -有效的预防性控制措施 -快速可靠的继电保护
安全性和稳定性是时变的，可以通过对特定运行方式 的研究进行判断
可靠性是一段时间内的平均性能，只能通过对一段时 间内系统性能的整体考虑进行判断
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
NERC＝北美电力可靠性协会 可靠性是评估电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断 地向用户供电的能力的度量指标 可靠性包括概率充分性和概率稳定性两个方面
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直流潮流法的近似处理
对于输电线ij，支路有功潮流
p i jV i 2 g i jV i V jg ic j io jb is j si ijn
忽略gij电阻rij2r rij，xi2 j则:0,bij rij2 xijxi2 j 1/xij
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁 棒性
要求1：系统在扰动发生后能够达到新的运行状态， 并且在该状态下满足所有必须的约束
要求2：系统在向新的运行状态过渡的过程中不发生 任何失稳现象
发生 故障
检测到越规
t
加强电网 预防控制 第一道防线
继电 保护
第二道防线
第三道防线
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电力系统静态安全评定
在某一预想事故下，考察系统的静态安全性
支路电流过载 母线电压越限 丢失负荷
X
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设计和运行时要求系统能够承受一系列正常扰动—N－1准 则
比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解列等紧急 控制措施
主要不足之处
认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的后果
发展方向：基于风险的安全性评估
考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究系统的风 险
对电力系统面临的不确定性因素，给出可能性与严重性的综 合度量
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网络划分
外网等值
为什么？
☆外网实时信息不可用；
☆计算规模限制；
☆保证内网操作计算的精度
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不等式约束 hx,u0
x是状态变量。取为节点电压幅值和相角 u是控制变量，可选为发电机有功、无功出 力，变压器变比，可投切的电容器，等等
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电力系统实时运行状态的分类
正常状态 ：同时满足等式约束和不等式约束
i j 很小，令 coij s1 , siin jij
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Vi Vj 1 忽略支路对地电容
pij bij( i
j)
i xij
j
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直流潮流法
支路方程:
pij
i j
xij
Pi
P i P ij
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在线潮流--未来方式
在线潮流的三个数据源：历史、现在和未来 负荷预报为分析未来潮流做准备 最重要的一个应用：预先分析未来短时间内 系统的变化和操作
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在线潮流--模拟调度操作
模拟开断线路、变压器、发电机组和各种倒 闸操作 模拟出力和负荷调整 模拟机组开断及出力和负荷调整时，应考虑 功率缺额或余额在其它机组间的再分配 安全分析的好工具
网络结构发生变化，迭代矩阵改变，注入功 率不变
发电机，负荷开断
网络结构不变化，只改变注入功率
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发电机开断的模拟
当发电机开断时，整个系统的发电功率不足以供给有 功负荷需要，系统频率将降低。
华电电力系统自动化第17讲_调度
静态安全分析
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
可靠性:电力系统元件、设备和系统在规定条件下和规定的时 间内，完成规定功能的可能性
பைடு நூலகம்
系统在长的运行周期中工作正常的概率
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电力系统静态安全评定(续)
自动故障选择
◎定义：按元件故退出运行(开断)对系统安全性影响的
严重程度排序
◎被开断的元件
串联支路－－输电线和变压器
并联支路－－发电机和负荷
◎严重程度指标
有功支路过负荷
节点电压越界
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j i,j i
j i,j i
ij xij
i j x x j i,j i ij j i ij
节点方程:
P1 B 011 ... B 01n 1
.
..
...
...
...
...
Pn B 0 n1 ... B 0 nn n
记 为 : P B 0
B0阵的元素:
B
0
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电力系统安全控制的分类
安全控制：指系统工作在某一运行状态时，为 了提高其安全性，所拟订的防止事故，预防事 故的对策措施
预防控制（Preventive Control） 校正控制（Corrective Control） 紧急控制（Emergency Control） 恢复控制（Restorative Control）
ji
节点电压幅值约束 VimVi ViM
发电机功率出力约束
QPGGmmii
PGi PGMi QGi QGMi
各支路（线路、变压器）潮流约束 Iij IiMj
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电力系统运行状况的数学模型
等式约束 fx,u0
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电力系统静态安全分析中的潮流算法
要对大量开断故障进行潮流计算以便确定事 故发生后系统是否会进入静态紧急状态
实时应用对潮流计算的快速性有很高的要求
速度和精度的协调
直流潮流 vs 交流潮流
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丢失负荷
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交流开断潮流思路
开断
基态网络 元件
修正 元件1
基态 潮流
修正 元件2
开断 潮流1
开断 潮流2
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不同的开断处理 支路（线路，变压器）开断
★边界匹配
外网等值(续)
◎通过内网的状态估计，计算出边界节点的电压VB ；
◎将边界节点作为Vθ节点，对等值后的网做潮流计算，计算出 边界注入潮流；
◎将边界节点作为PQ节点，重新进行潮流计算，得到在线潮流 结果。
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对要求1的验证称为静态安全分析，对要求2的验证 称为动态安全分析
因此，稳定性分析是安全性分析的一个组成部 分，也进而是可靠性评估的一部分
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法
DC潮流要满足假设条件
(1)rij<<xij (2)相邻母线的相角差很接近
(3)各母线的电压在额定值附近
(4)支路对地电容很小
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