第六章电力系统稳定与控制——作业二
电力系统的稳定与控制
电力系统的稳定与控制电力系统是现代社会发展中至关重要的基础设施之一，其稳定运行对于保障国家经济发展和人民生活的正常运转至关重要。
然而，电力系统运行中常常面临各种困难和挑战，如电网负荷波动、电力设备故障、电力需求变化等，这就要求我们必须对电力系统进行稳定与控制的研究与应用。
电力系统的稳定性是指系统在外部扰动作用下恢复到平衡状态的能力。
电力系统的稳定性问题主要包括平衡稳定、转子转动稳定和电压稳定等方面。
平衡稳定是指在发电和负荷平衡的情况下，系统的频率和功率维持稳定；转子转动稳定是指在系统运行过程中发电机的转子旋转保持相对稳定；而电压稳定是指系统中的电压维持在合理范围内，不出现电压过高或过低的情况。
为了保持电力系统的稳定，需要采取一系列的控制措施。
首先，我们可以通过增加发电机组的容量和数量，增加系统的供电能力。
发电机组是电力系统的核心组成部分，增加其数量和容量可以提高系统的供电稳定性。
其次，可以采取自动发电机调整器（AVR）等措施，对发电机的电压和频率进行自动调节，以保持电力系统的稳定。
此外，还可以通过智能控制系统、调度中心等手段，对电力系统进行整体的监测和调度，及时处理系统异常情况，防止系统崩溃。
除了稳定性外，电力系统的控制也包括对电力负荷的控制。
电力负荷的波动往往是系统运行中的一个重要挑战。
电力负荷波动包括季节性变化、工业生产和人民生活需求的不断变化等因素影响。
为了应对这些挑战，我们可以采取负荷预测技术，通过对历史数据和趋势的分析，预测未来负荷变化的趋势，并做出相应的调整。
另外，在电力系统的规划和设计中，也可以考虑到负荷均衡的原则，合理分布和布置发电机组和输电线路，以最大限度地减少负荷波动对系统的影响。
为了提高电力系统的稳定和控制能力，我们也不断在技术上进行创新和改进。
目前，随着智能电网技术的发展，我们可以通过智能感知设备、自动化控制系统和高效能源管理等手段，对电力系统进行更加精细和有效的控制。
例如，采用智能感知设备可以实时监测系统中的电压、电流、功率等参数，及时发现和处理异常情况，保障系统的运行稳定；而自动化控制系统可以实现对电力系统的自动调整和控制，提高系统的响应速度和稳定性。
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。
电力系统稳定性与运行控制
电力系统稳定性与运行控制一、电力系统稳定性电力系统稳定性是指电力系统在发生扰动时，保持稳定运行的能力。
扰动是指系统中的任何突然变化，如发电机故障、线路故障、负荷变化、交流系统故障等。
稳定性问题是电力系统运行过程中必须要处理的问题之一。
1. 能量平衡电力系统是基于能量平衡原理运行的。
能量平衡要求电力系统中的能量产生必须等于能量消耗。
当能量平衡被干扰时，电力系统将不稳定。
能量平衡是稳定性的基础。
2. 小扰动稳定性小扰动稳定性是指电力系统在扰动之后能够恢复到原有稳定状态的能力。
小扰动可以是负荷变化、产生机故障等。
电力系统要能够保持小扰动稳定性，必须要具备合理的电气特性。
3. 大扰动稳定性大扰动稳定性是指电力系统在发生大幅扰动后能够回复稳定状态的能力。
大扰动可以是输变电设备故障、电网连接设备故障等。
大扰动发生时，电力系统的稳定性问题将变得特别重要。
4. 稳定裕度稳定裕度是指电力系统应对扰动干扰时的能力。
稳定裕度可以用一个数字来表示。
数字越大，电力系统抵抗扰动的能力就越强。
稳定裕度是确保电力系统稳定运行的重要指标。
二、电力系统运行控制电力系统运行控制是指通过合理的电力配电，控制电力系统的供给和需求，维持电力系统的良好运行状态。
电力系统运行控制可以分为以下步骤：1. 系统状态估计通过对电力系统的监测和数据分析，确定当前系统状态，如系统负荷、发电输出及系统参数等。
系统状态估计是确保电力系统稳定运行的基础。
2. 输电网受限输电网受限是指通过电网之间的相互联系，使各个电力系统在供应和需求方面达到平衡。
输电网受限需要在较短的时间内进行，以确保电力系统的正常运行。
3. 调度控制调度控制是指根据电力系统的实际工作需要，对电力生产和消费进行调度控制。
调度控制可以有效地维护电力系统的运行稳定性。
4. 频率控制频率控制是指控制电力系统的输出频率，保持输出频率稳定。
频率控制需要通过设定发电机输出速度和负荷水平等方式来实现。
5. 电压控制电压控制是指控制电力系统的电压水平。
电力系统稳定与控制
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电力系统稳定与控制
单机无穷大系统的暂态稳定性
T e1
E1
T T m1
e2
E2 T m2
1
1
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0
R
1 2
7
电力系统稳定与控制
大扰动
电力系统时刻都在经受扰动的冲击，根据扰动对系统的影 响程度，可以分为大扰动、小扰动。 大扰动：相对于静态稳定分析中所考虑的小扰动而言，一 般指短路故障、线路突然断开或发电机跳闸等。
扰动大小是相对的 线路短路：大扰动？小扰动？
↑
↑↑
发生故障 (可能操作) 故障清除
数学描述
稳定平衡点
微分代数方 程组
微分代数方 程组
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电力系统稳定与控制
暂态稳定分析的数学模型
现代电网规模庞大，动态特性复杂，详尽的模拟如此大规模系统 的动态过程是非常困难的，需要根据所研究问题的性质，抓住重 点，忽略次要因素，进行一些合理的简化。 暂态稳定最关心转子的摇摆特性，对其影响不大的动态过程可以 忽略，建模中采用的主要假设有：
暂态稳定
发电机转子之间的摇摆 最终平息，回到同步运 行状态
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暂态不稳定
某些发电机转子之间始终存在着相 对运动，使得转子间的相对角度随 时间不断增大，最终导致这些发电 机失去同步
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电力系统稳定与控制
暂态稳定的一般过程
电力系统稳定与控制
• 2、功角稳定的基本问题——发电机功角特性 功角δ的含义：两电源电势的相角差，发电机 q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。
P = Ed*U*Sinδ/Xd
三、系统频率稳定
• 电力系统频率稳定性可定义：电力系统工作在初始 频率下，受扰动作用，扰动消失后，经过足够长的 时间，能以一定的精确度回到初始频率状态，则系 统频率是稳定的，否则就是不稳定的。 • 电力系统频率稳定性是系统原动机发出的功率与 系统负荷功率(包括电有功损耗功率)平衡的问题。
• Байду номын сангаас谢
功率—频率特性
• (1)系统频率稳定性与系统功角稳定性都是转子运 动稳定性的基本要求。只有同时满足频率稳定和 功角稳定的要求时，同步机转子运动才能保证稳 定。 • (2)系统频率稳定性能否保证，由系统原动机总功 率输出能否与系统总负荷功率平衡来决定。所以 要保证电力系统频率稳定性，首先要有足够的功 率贮备，其次是有性能良好的低频减负荷装置。 • (3)一般系统频率稳定破坏都是由其他原因导致解 列所引起的。
• 静态频率稳定性 • 暂态频率稳定——若扰动足够大，使系统频率特 性发生变化，系统能否在新的频率状态下稳定运 行，称其为暂态频率稳定性。
• 系统频率稳定性破坏表现在频率值失去稳定，发 电机仍能维持同步运行。与功角稳定破坏不同， 一般不会引起系统电压、电流和功率流动的急剧 改变，是一个缓慢变化的动态过程。
四、系统电压稳定
• 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压 于某一规定的运行极限之内的能力，它与电力系 统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特 性有关。 • 由于电力系统电压的扰动（短路、大容量电动机 的启动、冲击负荷等）、线路阻抗突然增大（断 开发电机或静电电容器）、无功电源减小（断开 发电机或静电电容器）或母线负荷增大而诱发电 压的不稳定现象，导致电压崩溃，使电网瓦解。
电力系统稳定与控制 第六章
简答题：1、什么是电力系统的运行稳定性？如何分类？研究的主要内容分别是什么？答：电力系统同步运行稳定性是指：电力系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，系统运行状态能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个崭新的运行状态的能力。
根据动态过程中所关心物理量的不同，将电力系统的稳定性分为功角稳定、电压稳定、频率稳定；根据动态过程的特征和参与动作的元件及控制系统，将电力系统稳定性的研究划分为： （1）静态稳定：研究电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。
（2）暂态稳定：研究电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力。
（3）动态稳定：研究电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。
（4）电压稳定：研究电力系统受到小的或大的干扰后，系统电压能够保持或恢复到允许范围内，不发生电压崩溃的能力。
2、 电力系统的功角指的是什么？答：空载电动势q E对于母线电压U 的相对角称为δ角，又称功角。
3、 发电机组的惯性时间常数及物理意义各是什么？ 答：发电机组的惯性时间常数BKJ S W T 2=（2J T H =），其中K W 为转子在额定转速时的动能，单位J 。
其物理意义：**Ω∆=⎰d M T T JJ 10，即为在发电机转子上加额定转矩后，转子从停顿状态（0=Ω*）转到额定转速（1=Ω*）所经过的时间。
4、负荷特性如何分类？什么是异步电动机端电压变化时，转差率变化的动态过程和静态特性？答：负荷特性是指：负荷功率随负荷端电压或系统频率而变化的规律，分为电压特性、频率特性和时间特性。
异步电动机端电压变化，转差率随之变化：（1）动态过程：当网络受到扰动，异步电动机端电压突然变化时，异步电动机的电磁转矩也突然变化，在不平衡转矩下，由E m JM M dtdsT -=（其中m M 为电机拖动的机械负载转矩，E M 为电磁转矩），求得转差率的变化，相应的得到异步电动机等值阻抗的变化。
电力系统暂态分析：第六章 电力系统稳定性问题概述
M E max
2M E max S Scr
Scr S
• 四、自动调节励磁系统包括： • 1、自动调节励磁系统包括： • 主励磁系统和自动调节励磁装置
• 主励磁系统是从励磁电源到发电机励磁绕组的励 磁主回路：
• 自动调节励磁装置根据发电机的运行参数，如端 电压、电流等，自动地调节主励磁系统的参数。
➢两机系统
PE1 E12G11 E1E2 Y12 sin(12 12 ) PE12 E22G22 E1E2 Y12 sin(12 12 )
PE1 PE2 δ12
• 三、异步电动机转子运动方程和电磁转矩
• 异步电动机组的转子运动方程为
TJ
0
d*
dt
(M E
Mm)
• TJ 为异步电动机组的惯性时间常数，一般约为
Re
E i
n
Eˆ
jYˆij
j1
n
n
Ei E j (Gij cos ij Bij sin ij ) Ei2Gii Ei Ej Yij sin( ij ij )
j 1
j 1
ji
导纳角 ij
tg1
Gij Bij
➢任一台发电机的功率角的改变，将引起全系统各机 组电磁功率的变化。稳定分析是全系统的综合问题。
➢ 机电暂态过程主要是电力系统的稳定性问题。电力系 统稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干 扰后，能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡 到一个新的稳态运行状态的问题。
如果能够，则认为系统在该正常运行状态下是稳定
的。
反之，若系统不能回到
原来的运行状态或者不能建
立一个新的稳态运行状态，
J02 SB
Wk
电力系统中的稳定性分析与控制
电力系统中的稳定性分析与控制一、简介稳定性是电力系统运行中需要考虑的一个主要问题，电力系统的稳定性直接关系着电网能否稳定安全地运行。
电力系统的大规模运行和复杂性使得其存在着许多不稳定因素，外界干扰和内部因素都会对电网造成严重的威胁。
因此，进行电力系统稳定性分析与控制显得尤为重要。
本文将从电力系统的稳定性介绍入手，详细讲解电力系统中的稳定性分析和控制。
二、电力系统稳定性电力系统的稳定性是指电网的电压、频率、功率等电学量在电力负荷变化或者发电系统扰动下，是否能够稳定地维持在规定范围内的能力。
电力系统稳定性主要包括静态稳定性和动态稳定性两个方面。
1. 静态稳定性静态稳定性是指电力系统在变化负荷的情况下，电力系统能够在一定时间范围内恢复到平衡状态的能力。
静态稳定性包括无功稳定性和电压稳定性两个方面。
1.1 无功稳定性无功稳定性主要考虑电力系统的无功平衡和无功的产生，以及电力系统运行中合理调节无功的能力。
电力系统中会存在着许多电容和电感等电学元件，这些元件提供了电路中的无功电流，而无功电流的存在会导致电压的波动和不稳定。
因此，无功稳定性需要考虑无功电流的平衡和调节。
1.2 电压稳定性电压稳定性是指电力系统的电压在扰动的情况下，是否能够稳定维持在安全范围内的能力。
电压偏差过大会对电力系统带来不良影响，例如机器损坏或失效等。
所以，电压稳定性也是电力系统的重要指标之一。
2. 动态稳定性动态稳定性是指电力系统在系统运行中发生较大的扰动时，恢复到平衡状态所需的时间。
动态稳定性主要包括暂态稳定性和小扰动稳定性两个方面。
2.1 暂态稳定性暂态稳定性是指电力系统在发生外部扰动、设备故障等情况下，能否保证系统在一定范围内恢复到平衡状态。
对于电力系统的短暂扰动，例如雷电等，暂态稳定性是保持系统安全的重要因素。
2.2 小扰动稳定性小扰动稳定性是指电力系统在少量、周期性的扰动下，其电学量的变化是否会逐渐减小。
电力系统的小扰动稳定性主要关注电力系统动态响应的稳定性，例如发电机、变压器、线路等根据电压和电流所产生的振荡。
电力系统的稳定与控制
电力系统的稳定与控制1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的根底设施，它提供了人们日常生活和工业生产所需的电能。
然而，随着电力网络规模的扩大和复杂性的增加，电力系统中的稳定性和控制问题变得越来越重要。
本文将介绍电力系统的稳定性问题以及如何进行合理有效的控制。
2. 电力系统的稳定性问题2.1 动态稳定性电力系统的动态稳定性是指系统在发生外部扰动时，能够保持稳定运行的能力。
这种外部扰动可能来自于供电侧或负荷侧，如发电机停机、线路短路等。
动态稳定性问题的解决涉及到对电力系统中各个元件的动态响应进行建模和分析，以保证系统的平安稳定运行。
2.2 静态稳定性电力系统的静态稳定性是指系统在各种工作状态下都能够恢复稳定的能力。
静态稳定性问题一般涉及到功率平衡、电压稳定等问题。
在电力系统中，任何工作状态下的功率平衡都是必须满足的根本条件，否那么系统将无法正常运行。
3. 电力系统的控制方法3.1 自动发电控制自动发电控制是通过控制发电机的输出功率和频率来实现电力系统的稳定运行。
通过对发电机励磁、调压器等设备的调节，可以使得系统中的电压和频率维持在适宜的范围内。
3.2 负荷平衡控制负荷平衡控制是指在电力系统中通过合理调整负荷的分布，使得系统中各个母线的负荷均衡。
这可以通过智能化的负荷调度系统来实现，根据负荷响应和电力需求进行负荷的调整和分配。
3.3 潮流控制潮流控制是指通过调整电力系统中各个元件〔如变压器、线路等〕的参数来控制电力流向，以实现电压和功率的平衡。
潮流控制一般使用潮流计算方法进行分析，根据各个元件的参数和电力流动方向，对系统进行优化控制。
3.4 电压稳定控制电压稳定控制是指通过调整发电机的励磁方式和电网的补偿机制，使得系统中的电压维持在适宜的范围内。
电压稳定控制一般通过对系统的电压质量进行监测和调节，保证系统运行的平安稳定性。
4. 电力系统的稳定与控制技术的开展趋势随着电力系统规模的扩大和电力需求的增加，电力系统的稳定与控制技术也在不断开展。
电力系统稳定与控制
电力系统稳定与控制电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为人们的生活和工业生产提供了稳定可靠的电力供应。
然而，随着电力需求的不断增长和能源结构的变化，电力系统的稳定性和控制成为了一个重要的挑战。
本文将探讨电力系统稳定与控制的相关问题。
一、电力系统稳定性的重要性电力系统稳定性是指系统在受到扰动后，能够在一定时间内恢复到稳定运行的能力。
稳定性问题的存在可能导致系统崩溃，引发大范围的停电事故，给社会带来巨大的经济损失和生活困扰。
因此，保持电力系统的稳定性是保障电力供应可靠性的关键。
二、电力系统稳定性的影响因素电力系统稳定性受到多种因素的影响，包括负荷变化、电力设备故障、电网接入新能源等。
其中，负荷变化是电力系统最主要的稳定性影响因素之一。
负荷的突然增加或减少会导致电力系统频率的变化，进而影响系统的稳定性。
此外，电力设备故障也是电力系统稳定性的重要影响因素。
当发电机、变压器等设备发生故障时，可能会引发电力系统的不稳定。
三、电力系统稳定性分析与评估为了保障电力系统的稳定运行，工程师们需要进行稳定性分析与评估。
稳定性分析主要通过模拟电力系统的动态响应，来评估系统在扰动后的稳定性能。
常用的稳定性分析方法包括暂态稳定分析和小扰动稳定分析。
暂态稳定分析主要研究系统在大幅度扰动下的稳定性，而小扰动稳定分析则关注系统在小幅度扰动下的稳定性。
四、电力系统稳定性控制技术为了提高电力系统的稳定性，工程师们采用了多种控制技术。
其中，最常用的控制技术包括发电机励磁控制、无功补偿控制和电力系统调度控制等。
发电机励磁控制通过调整发电机的励磁电流，控制发电机的输出电压和无功功率，以提高系统的稳定性。
无功补偿控制则通过调节无功功率的输出，来改善电力系统的电压稳定性。
电力系统调度控制则通过合理安排电力系统的发电机组和负荷，以及调整输电线路的功率分配，来维持系统的稳定运行。
五、电力系统稳定性的挑战与前景随着可再生能源的快速发展和电力市场的改革，电力系统的稳定性面临着新的挑战。
第6章稳态作业参考答案
选择电容器组的容量为15Mvar
电压校验。将k和Qc代回方程组中，求出最大负荷和最小 符合情况下的低压母线的电压U2max和U2min：
12 19.32 (8 0) 80 117 10.5U 2 min 10.5U 2 min 30 19.32 (18 Qc ) 80 117 10.5U 2 max 10.5U 2 max
Us
L 110kV
Z1 17 j 40
T
D
S
Smin 12 j8MVA
ZT 2.23 j 40
Smax 30 j18MVA
求解：
线路和变压器的总阻抗为：
Z Z L ZT (17 j 40) (2.32 j 40) 19.32 j80
第六章作业一
第六章作业一
第六章作业一
第六章作业一
第六章作业二
2.如下图所示网络，线路和变压器归算至高压 u 侧的阻抗已经标注图中。供电点电压 s 117 kv 恒 定。如变压器低压母线要求保持10.4KV恒定 ，试配合变压器分接头（ 2 2.5% ）的选择确定并 联补偿设备的容量：a)采用电容器；b)采用调 相机。
U 2 min 10.38kV U 2 max 10.43kV
3.
采用调相机进行调压，则有方程
1 12 19.32 (8 Qc ) 80 2 117 10.4k 10.4k 30 19.32 (18 Qc ) 80 117 10.4k 10.4k
10.4k 117 10.4k 30 19.32 (18 Qc ) 80 10.4k
电力系统的稳定性与控制
电力系统的稳定性与控制第一章：简介电力系统是当今现代工业以及生活中不可或缺的组成部分。
然而，这个系统存在着一个严重的问题：电力系统的稳定性与控制。
电力系统的稳定性与控制是指电力系统在扰动或停电的情况下保持安全运行的能力。
任何时候，电力系统的失控都可能导致可怕的后果。
这篇文章旨在涵盖电力系统的稳定性与控制的各个方面。
第二章：电力系统的结构与稳定性电力系统由发电机、输电线路、变压器、变电站、配电网和负载组成。
电力系统的稳定性决定了它能否承受外部扰动并保持正常运行。
电力系统的稳定性分为静态稳定性和动态稳定性。
静态稳定性是指电力系统在平稳状态下的稳定性，而动态稳定性则是指电力系统在扰动情况下的稳定性。
电力系统的稳定性与控制是一个协同作用的过程，控制系统必须能够及时地检测并处理电力系统的故障。
第三章：电力系统的扰动和稳定性的原理电力系统的稳定性通常取决于电力系统内的传输过程，例如电压、电流、功率等。
这些传输过程的扰动可能会导致电力系统发生不稳定现象。
电力系统的稳定性受到许多因素的影响，例如发电机机械转子运动的稳定性，电力系统中负载变化的稳定性，以及电力系统内各种现象中的电气安全问题。
第四章：电力系统的控制方式现代电力系统通常使用不同的控制方式来处理电力系统的稳定性和过载保护。
这些控制方式分为传统控制方法和现代控制方法。
传统控制方法包括电力系统输入输出反馈控制和PID（比例，积分和微分）控制。
这些控制方法被广泛使用，但它们有时会产生响应速度慢和不稳定的问题。
现代控制方法包括了人工智能（AI）控制和模型预测控制（MPC）。
人工智能控制使用机器学习算法来学习电力系统中的不稳定事件，并通过适当的控制机制来解决任何形式的不稳定性。
而模型预测控制使用模型来预测电力系统未来的状态并进行适当的控制。
第五章：电力系统的未来电力系统是一个一直在发展的领域。
从传统的机械控制到现代化的智能控制，电力系统的发展一直在砥砺前行。
目前，随着可再生能源的广泛应用，电力系统稳定性与控制的重要性变得更加突出。
电力系统的电力系统稳定与控制技术
电力系统的电力系统稳定与控制技术在现代社会中，电力如同血液一般在工业、商业、居民生活等各个领域中流淌，支撑着社会的正常运转。
而电力系统的稳定运行则是保障这一“血液”顺畅流动的关键。
电力系统稳定与控制技术，便是确保电力系统安全、可靠、高效运行的重要手段。
首先，我们来理解一下什么是电力系统的稳定。
简单来说，电力系统稳定指的是在正常运行和遭受各种干扰后，电力系统能够保持同步运行，并维持电压和频率在允许范围内的能力。
如果电力系统不稳定，可能会出现电压波动、频率异常、停电等严重问题，给社会带来巨大的损失。
那么，影响电力系统稳定的因素有哪些呢？负荷的突然变化是一个常见的因素。
比如在炎热的夏天，大量空调同时开启，会导致电力负荷急剧增加。
发电设备的故障也是不可忽视的因素，一台大型发电机突然停机，可能会打破系统的功率平衡。
此外，输电线路的故障，如短路、断路等，也会对电力系统的稳定造成冲击。
为了维持电力系统的稳定，我们需要一系列的控制技术。
其中，最基础的是励磁控制技术。
励磁系统能够为发电机提供磁场，通过调节励磁电流，可以控制发电机的输出电压和无功功率。
合理的励磁控制策略能够提高发电机的稳定性，增强系统对干扰的抵御能力。
自动发电控制（AGC）技术在电力系统稳定中也发挥着重要作用。
AGC 能够根据系统的负荷变化，自动调节发电机的出力，使得系统的频率保持在规定的范围内。
它通过实时监测系统的频率和联络线功率，计算出需要增加或减少的发电功率，并将指令发送给相应的发电机组。
电力系统稳定器（PSS）则是专门用于抑制电力系统低频振荡的装置。
当系统中出现功率振荡时，PSS 能够迅速检测到并产生相应的控制信号，增加系统的阻尼，从而平息振荡，保障系统的稳定运行。
除了上述技术，还有一些先进的控制技术在电力系统中得到了应用。
例如，基于智能算法的控制技术，如模糊控制、神经网络控制等。
这些技术能够更好地处理电力系统的非线性和不确定性，提高控制效果。
电力系统稳定性与控制
电力系统稳定性与控制电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它为各行各业提供了稳定可靠的电能供应。
然而，电力系统在供电过程中面临着各种挑战，其中之一就是稳定性问题。
电力系统的稳定性是指系统在面对各种扰动时，能够保持稳定运行的能力。
稳定性的保持对于电力系统的可靠性和安全性至关重要，因此，电力系统的稳定性与控制成为了电气工程领域的重要研究方向。
电力系统稳定性主要包括动态稳定性和静态稳定性两个方面。
动态稳定性是指电力系统在面对外部扰动（如负荷变化、短路故障等）时，能够在一定时间内恢复到稳定状态的能力。
静态稳定性则是指电力系统在面对长期稳态扰动（如大负荷增加、发电机运行点偏离最佳工作点等）时，能够保持稳定运行的能力。
为了保证电力系统的稳定性，需要采取一系列的控制措施。
在电力系统中，最常见的控制措施之一是发电机励磁控制。
发电机励磁控制是通过调节发电机的励磁电压和励磁电流，来控制发电机的输出功率和电压稳定性。
通过合理的励磁控制，可以提高发电机的稳定性和响应速度，从而保证电力系统的稳定运行。
另一个重要的控制措施是电力系统的自动发电控制。
自动发电控制是通过自动调节发电机的输出功率和频率，以及调整发电机之间的功率分配，来保持电力系统的频率稳定和负荷平衡。
通过自动发电控制，可以实现电力系统的稳定运行和优化发电机的利用效率。
此外，电力系统还可以通过采用智能电网技术来提高稳定性和控制性能。
智能电网技术包括智能传感器、智能计量、智能开关等设备，通过实时监测和控制电力系统的运行状态，提高系统的稳定性和响应能力。
智能电网技术还可以实现电力系统的分布式能源管理，提高电力系统的可靠性和可持续发展能力。
总之，电力系统的稳定性与控制是电气工程领域中的重要研究方向。
通过合理的控制措施和技术手段，可以提高电力系统的稳定性和控制性能，保证电力系统的可靠供电。
未来，随着电力系统规模的扩大和智能化水平的提高，电力系统稳定性与控制的研究将变得更加重要，为电力行业的发展做出更大的贡献。
电力系统稳定与控制
电力系统稳定与控制廖欢悦电自101 201010401164电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户.电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。
为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。
因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外)，能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。
由此,电力系统控制所要实现的目的:1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电;2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率分配情况；3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求;一．电力系统的稳定性设计与基本准则首先,一个正确设计和运行的电力系统：1。
系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。
与其他形式的能量不同,电能不能方便地以足够数量储存。
因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。
2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准:a）频率的不变性b)电压的不变性c）可靠性水平对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。
通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的.从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程,运行于不断变化的环境。
由于系统的高维数和复杂性,对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。
二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性电力系统可靠性:是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。
是保证供电的综合特性（安全性和充裕性).可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的.电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。
通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应;（2)在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。
电力系统稳定与控制
电力系统稳定与控制
电力系统稳定与控制是指对电力系统进行监测和调节，以确保系统的正常运行和供电稳定。
电力系统的稳定性是指在发生负荷变化、故障或其他扰动情况下，系统能够迅速恢复到稳定工作状态的能力。
电力系统稳定与控制主要包括以下几个方面：
1. 功率平衡控制：通过调节发电机的输出功率来满足负荷需求，并保持系统的功率平衡。
当系统负荷增加时，可以通过增加发电机的输出功率来满足需求；当系统负荷减少时，可以通过减少发电机的输出功率来保持平衡。
2. 频率控制：电力系统的频率是指系统电压和发电机转速的变化率。
频率控制主要是通过调节发电机的输出功率来维持系统的频率稳定。
当负荷增加时，发电机的输出功率应增加，以保持频率稳定；当负荷减少时，发电机的输出功率应减少，以避免频率过高而损坏设备。
3. 电压控制：电力系统的电压是指供电系统中各节点的电压大小和相位差。
电压控制主要是通过调节发电机的励磁电压来维持系统的电压稳定。
当负荷增加时，发电机的励磁电压应增加，以保持节点电压稳定；当负荷减少时，发电机的励磁电压应减少，以避免电压过高而损坏设备。
4. 短路电流控制：短路电流是指电力系统在发生故障时出
现的电流突增现象。
短路电流控制主要是通过合理设置保
护装置和控制器，使系统在故障时能够迅速切除故障区域，防止故障扩大，并确保系统的安全运行。
电力系统稳定与控制是电力系统运行和管理的关键技术之一，它的实现需要借助于先进的监测设备、控制系统和自
动化技术。
也需要电力系统操作员具备丰富的专业知识和
经验，以便及时识别和处理系统运行中的异常情况，确保
系统的稳定和安全。
电力系统稳定与控制
浅谈电力系统稳定与控制一、电力系统稳定与控制概述电力系统稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳态运行状态的问题。
如果能,则认为系统在该正常运行状态下是稳定的。
不能，则系统是不稳定的。
电力系统在正常运行时，经受干扰而不发生非同步运行、频率崩溃和电压崩溃的能力。
这种抗干扰的能力是电力系统保证正常运行必须具备的.从狭义的观点看，电力系统稳定单指不发生非同步运行,不管电力系统中联接多少台发电机，联网地域有多大（全省、跨省区、跨国家），都要求在经受干扰时所有交流同步发电机保持同步运行。
从广义的观点看,电力系统稳定研究的范围还包括电力系统稳定破坏后，电力系统进入非同步运行状态,而后在满足一定条件下再同步成功，又恢复同步运行的全过程，电力系统的这种能力称为综合稳定。
电力系统稳定性按照《电力系统稳定导则》的定义分为:功角稳定性：静态稳定性、动态稳定性、暂态稳定性；电压稳定性；频率稳定性三类，那么分析系统失稳就要针对不同情况进行分析.对于功角稳定性来说：暂态稳定与动态稳定都是大干扰稳定问题，要进行紧急安全控制，保证持续稳定供电,极端情况下保证系统不出现设备损坏或者系统振荡，而静态稳定则是小干扰稳定性，短时间内系统可以自动恢复到原来的运行状态;电压失稳则要调整发电机发出的无功功率，提高系统节点电压，避免电压崩溃；如果频率失稳，则要调整发电机有功出力，保证频率保持在规定的范围内。
发电机转子转速的变化直接影响电力系统稳定性。
电力系统稳态运行时,系统中所有同步发电机均同步运行，即功角δ是稳定值。
系统在受到干扰后,如果发电机转子经过一段时间的运动变化后仍能恢复同步运行,即功角δ能达到一个稳定值,则系统就是功角稳定的,否则就是功角不稳定。
电力系统稳定的破坏,将造成大量用户供电中断，甚至导致整个系统的瓦解，后果极为严重.二、功角稳定问题1、功角稳定的分类A、电力系统静态稳定电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力；这里的小扰动如个别电动机接入和切除或加负荷和减负荷等。
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前言—答疑及考试
研究生助教：缪鹏彬（001班）、刘珏麟（002班） 答疑
时间：星期一晚上7:30-9:30 地点：6教406
成绩构成
平时成绩（30%）：考勤（5%） 、课后作业（15%） 、
课堂练习（10%）
期末闭卷考试（70%）
6
前言—教材及参考资料
李光琦.电力系统暂态分析(第三版) .北京：中国电力 出版社，2007 何仰赞，温增银.电力系统分析(下册) （第三版）. 武汉：华中科技大学出版社，2002 韩祯祥.电力系统分析.浙江大学出版社 J D Glover, etc. . Power System Analysis and Design. 机械工业出版社 Prabha Kundur . Power system stability and control . New York: McGraw-Hill lnc,1993
“电力系统电磁暂态分析” 抓住主要矛盾、忽略 次要因素。——思维 方式 “电力系统稳定性分析”
暂态 扰动使得系 统从一种运 行状态向另 一种运行状 态过渡。
机电暂态
分析发电机转子 转速的变化
17
课程内容和目的
具体知识我们不懂，但我们 依旧可以判断这个目录是不 是一个完整的框架体系！
课程内容
后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复 到原来的稳态运行状态的能力。通常指第一或第二振 荡周期不失步。如果能，则认为系统在该正常运行状 态下该扰动下是暂态稳定的。不能，则系统是暂态失 稳的。
特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大
干扰时的功角稳定性问题。系统的暂态稳定性不仅与 系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、 地点及持续时间均有关。
单位为s
0 0
34
6.2.1转子机电运动方程的推导
——转子运动方程的二阶形式
功角 是两转子之间的空间相对位置角
q轴
Eq
U
0
d 0 dt
2
两边求导
d d 2 dt dt
2
TJ d P PT PE （6-10） 2 0 dt
PT 机械功率
电力系统稳定性分析
2013~2014学年第一学期 上课教师: 余 娟 电话：65112300 email：cqu.juan.yu@ 主页：/myweb/myweb.asp?userid=247 公共下载方式
《昔时贤文》:“百年修得同 船渡，千年修得共枕眠”.
6.1 概述
—— 功角
隐极机
G
～
T
L
无限大系统
q轴 q轴
Ix cos
Eq
xG
UG
xT
UL
I
xL
U =常数
Eq
jIx
Eq
E q sin
jIx
图6-1 (a) 系统图
x 总电抗： xG xT xL 系统稳态时， 不变；
E 电势方程： q jIx U 一直变化，系统不稳定。 功角 EqU EqU 发电机电磁功率：E E cossin PP UI sin x x
PE 电磁功率
35
6.2.1.2转子机电运动方程的推导
——转子运动方程的状态方程形式
功率是标幺值，电气角速度是 P PE 1 稳态： 有名值 T 功率和电气角速度都是 标幺值
d 功角δ不变 d ( 1)0 0 dt dt 干扰后： P PE 1 反映暂态过程中，发电机转 d 1 d 0 T ( P PE ) 子转速、功角和不平衡功率 T 功角δ变化 E ) ( PT P TJ dt之间的相互作用与变化规律， dt TJ 是功角稳定分析的基础。
功角特性
d轴 d轴 图6-1 (b) 相量图
I I
U
21
1、同步发电机要同步运行 6.1 概述 2、研究机电暂态过程的必要性 3、发电机转速、功角的变化情况决定系统的稳定性 ——发电机转子运动与功角 的关系
电气角速度
d轴
M E 电磁转矩
Eq
q轴
同步电气角速度
机械转矩
电力系统稳定性分析
电力系统稳定性分析
星期二1、2节
星期四9、10节
1-4,6-9
A5313
3
前言
纪律 答疑及考试
教材及参考资料
课程重要性
课程主要内容
4
前言—纪律
上课
不迟到，不早退； 手机关机或开到振动； 请假时需要辅导员签字的请假条。
作业
每周第一次上课前提交上一周作业，过时不收。
32
6.2.1.1 转子的机械运动方程
dΩ 反映机械转速 Ja J M M T M E （6-1） 与转矩的动态 dt
J a
转子的转动惯量 角加速度 机械角速度 不平衡转矩 机械(电磁)转矩
33
关系，是纯机 械运动，不能 反映电气量的 变化作用。
Ω
M
M T (M E )
6.2.1.2转子机电运动方程的推导
28
6.1 概述 ——动态稳定 (Dynamic Stability)
定义：指电力系统在某一正常运行状态下受
到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置 的作用下，保持长过程运行稳定性的能力。如 果能，则认为系统在该正常运行状态下是动态 稳定的。不能，则系统是动态失稳的。
特点：动态稳定的过程较长，参与动作的元
精品课程网站
7
Prof. Prabha Kundur
2007年香港理工大学
8
薛禹胜院士
2008年美国匹兹堡
9
薛禹胜院士
2011年美国底特律
10
Prof. Ajjarapu
2012年美国Iowa State University 11
12
读万卷书行万里路
18
第六章 电力系统稳定性问题概述和各 元件机电特性
6.1 概述 6.2 同步发电机组的机电特性 6.3 自动调节励磁系统的作用原理和数学模型 6.4 负荷特性 6.5 柔性输电装置特性
19
6.1 概述
——电力系统稳定性概念
电力系统稳定性问题就是当系统在某一正 常运行状态下受到某种干扰后，能否经过一 定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到 一个新的稳态运行状态的问题。如果能，则 认为系统在该正常运行状态下是稳定的。不 能，则系统是不稳定的。 电力系统稳定的破坏，将造成大量用户供 电中断，甚至导致整个系统的瓦解，后果极 为严重。 20
23
6.1 概述
——功角稳定的概念
电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电 机均同步运行，即功角δ 是稳定值。 系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一 段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即 功角δ 能达到一个稳定值，则系统就是功角 稳定的，否则就是功角不稳定。
24
学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进。 6.1 概述 ——电力系统稳定性分类
功角稳定、小干扰稳定、暂态稳定、低频 振荡、异步、再同步、PSS
16
Q1:发电机转子转速的变化对电力系 统运行有什么影响？ Q2:为什么这门课叫电力系统稳定性 电力系统分析基础课 分析？ 电 力 系 统 运 行 状 态 稳态 正常的、相 对静止的运 行状态。 “电力系统稳态分析”
电磁暂态 分析电网电气量 的变化，比机电 暂态快得多。
6.2.1 同步发电机组转子运动方程 6.2.2 发电机的电磁功率 6.2.3 电动势变化过程的方程式
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6.2.1 同步发电机组转子运动方程
6.2.1.1转子机械运动方程 6.2.1.2转子的机电运动方程推导 6.2.1.3 惯性时间常数 6.2.1.4 同步发电机组转子运动方程的 进一步认识
件和控制系统更多、更复杂。（不讲）
29
作业
1. 简述电力系统的发展历史和发展趋势。 2. 简述本世纪的大停电事故（发生的规模、原 因、后果等）。 3. 功角的具体含义。 4. 功角稳定及其分类。 5. 电力系统静态稳定及其特点。 6. 电力系统暂态稳定及其特点。
30
6.2 同步发电机组机电特性
成绩好：分数高、奖学金、好学校、好工作 生活自理：做清洁、洗衣、做饭、待人接物 婚恋家庭：男女思维差异、婚恋手册 休闲游玩：娱乐、游山玩水、探亲访友 经典阅读：四大名著、孔孟、历史 理财投资：储蓄、保险、房产、股票、基金 健康养生：食疗、中医、锻炼 宗教信仰：佛教、基督教、印度教、邪教 13 时政要闻：政治、经济、危机、战争
热爱、感恩、珍惜
14
课程地位
先修课程
“电路原理”、“电机学”、“电磁 场”、 “自动控制原理” 、“电力系统 稳态分析”、“电力系统电磁暂态分析”。
“电力系统稳定性分析”与“电力系统 稳态分析”、“电力系统电磁暂态分析” 共同构成电力系统分析的三大基础课。
15
电力系统分析体系
发电机 线路 双绕变 稳态分析 电磁暂态 分析 三绕变 潮流计算 功率控制 稳定性分析 频率控制 电压控制 短路 断线 对称分量法 正负零序
也可能出现系统中同步发电机是维持同步运行，但 系统频率或电压不可控制的持续下降。此时系统从 功角意义上仍然是稳定的，但系统已失去了稳定— —即出现了频率稳定或电压稳定问题。 电力系统稳定性包括：功角稳定＋频率稳定＋电压 稳定 本书中，所说的电力系统稳定性就指的是系统的功 角稳定性。