电力系统稳态新能源技术ppt课件
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电力系统稳态分析ppt课件
a (3 ) 2 ria2 ialn 1 r ibln D 1 b cialn D 1 a b 1 7 0
三者平均,得a相导线的平均总磁链:
a
13(a(1)
(2) a
) (3)
a
323ialn1r(ibic)(lD nabD 1bcDac)34r ia107
三相正序电流之和为零,将 ib ic ia 代入,得:
第三节 电力线路的参数和数学模型
一.电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
1. 架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
架空线的标号
×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
将距导离 线为内D的部 圆a 的周磁a 以链x 内(加2 的(上l2 外从ln 部D 导n r磁D a线链x表 ,得面2 出开rr)相始)iia 应到 的与1 1总导 磁线7 0 0 7链中:心
r2
b相导线的电流 ib 所产生的磁通匝链a相导线的磁链
由公式:
D221 07idx21 07ilnD2
线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的 电容决定的。
(1).单相架空线路的电纳 单相线路的电场分布如下图所示:
由高斯定理 Dds q 知，单根导线单位长度(m)电
荷为q时,距导s线中心x处的电通密度 D x (c/m)为:
Dx
三者平均,得a相导线的平均总磁链:
a
13(a(1)
(2) a
) (3)
a
323ialn1r(ibic)(lD nabD 1bcDac)34r ia107
三相正序电流之和为零,将 ib ic ia 代入,得:
第三节 电力线路的参数和数学模型
一.电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
1. 架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
架空线的标号
×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
将距导离 线为内D的部 圆a 的周磁a 以链x 内(加2 的(上l2 外从ln 部D 导n r磁D a线链x表 ,得面2 出开rr)相始)iia 应到 的与1 1总导 磁线7 0 0 7链中:心
r2
b相导线的电流 ib 所产生的磁通匝链a相导线的磁链
由公式:
D221 07idx21 07ilnD2
线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的 电容决定的。
(1).单相架空线路的电纳 单相线路的电场分布如下图所示:
由高斯定理 Dds q 知，单根导线单位长度(m)电
荷为q时,距导s线中心x处的电通密度 D x (c/m)为:
Dx
《电力系统稳态分析》课件
电力系统是线性的 电力系统是平衡的 电力系统是稳定的 电力系统是连续的
确保电力系统的稳定运行 提高电力系统的可靠性和效率 预测和预防电力系统的故障和异常 为电力系统的优化和改进提供依据
潮流分析法的定义：通过分析电力系 统中各节点的电压、电流和功率等参 数，来研究电力系统的稳态运行状态。
潮流分析法的步骤：首先建立电力 系统的数学模型，然后求解该模型， 最后分析求解结果。
与注入电流的 与支路阻抗的 与节点电压的
关系
关系
关系
网络方程：描 述网络中各节 点电压和支路
电流的关系
潮流方程：描 述网络中各节 点电压和支路 电流的相位关
系
阻抗矩阵：描 述网络中各节 点电压和支路 电流的阻抗关
系
电力系统稳态分析 的模型主要包括： 直流模型、交流模 型、混合模型等。
直流模型：主要用 于分析电力系统的 稳态特性，如电压、 电流、功率等。
国际标准：IEC 61850标准 国内标准：GB/T 13730标准 标准化发展：提高电力系统稳态分析的准确性和可靠性 发展： 描述变压器的 电压变换和功
率传输特性
线路模型：描 述线路的阻抗 和功率损耗特
性
负荷模型：描 述负荷的功率 需求和运行状
态
控制设备模型： 保护设备模型：
描述控制设备 描述保护设备
的控制策略和 的保护策略和
运行状态
运行状态
节点电压方程： 支路电流方程： 节点功率方程：
描述节点电压 描述支路电流 描述节点功率
交流模型：主要用 于分析电力系统的 动态特性，如频率 、相位、阻抗等。
混合模型：结合直流 模型和交流模型，可 以更全面地分析电力 系统的稳态和动态特 性。
目标函数：最小化 系统运行成本或最 大化系统运行效益
2024全新电力系统分析课件
未来发展趋势预测
分布式能源与微电网
随着分布式能源和微电网技术的不断发展 ，未来电力系统将呈现更加分散化、灵活
化的特点。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，未来电力 系统将实现更高程度的智能化和自动化，
提高系统的运行效率和管理水平。
电力储能技术
电力储能技术将在未来电力系统中发挥越 来越重要的作用，提高电力系统的运行效 率和可再生能源的利用率。
类型和特点。
无功优化策略
02
介绍无功优化的目标、约束条件和优化算法，包括基于灵敏度
分析的无功优化、基于人工智能的无功优化等方法。
无功补偿与新能源接入
03
探讨新能源接入对电力系统无功平衡的影响，以及无功补偿在
新能源接入中的应用和挑战。
03
电力系统暂态过程与稳定性
故障类型及其对系统影响
01
02
03
04
采用柔性输电技术
利用柔性输电技术（如SVC、 SVG等）提高系统的动态无功 支撑能力，改善系统的暂态稳 定性。
优化系统运行方式
合理安排电源和负荷的分布， 优化系统运行方式，提高系统
的稳定性裕度。
04
新能源接入与智能电网技术
风能、太阳能等新能源接入方式
风能接入方式
通过风力发电机将风能转化为电能，再经过变流器和变压器等设 备接入电网。
电力技术创新 随着新技术的发展和应用，如人 工智能、大数据等，电力系统运 行和管理的智能化水平有待提高 。
电力市场改革
电力市场改革进入深水区，如何 进一步推动市场化改革，完善电 力市场机制，实现资源的优化配 置是当前的重要议题。
能源转型
在应对气候变化的背景下，能源 转型成为全球共识，电力系统需 要加快向清洁、低碳、高效的方 向转型。
2024全新电力系统ppt课件
储能装置
根据微电网规模及运行需求，选择适当的储 能技术，如电池储能、飞轮储能等。
负荷监控与保护装置
采用先进的负荷监控技术和保护装置，确保 微电网安全稳定运行。
政策支持与市场前景分析
政策支持
国家出台一系列政策鼓励微电网建设和发展，包括补贴、 税收优惠等。
市场前景
随着可再生能源的快速发展和电力体制改革的深入推进， 微电网市场将迎来广阔的发展空间。特别是在偏远地区、 海岛等场景，微电网具有巨大的应用潜力。
提高供电可靠性
当大电网出现故障时，分布式发电系统可以继续供电，提 高供电可靠性。
降低能源损耗
分布式发电靠近用户侧，能够减少长距离输电带来的能源 损耗。
促进可再生能源利用
分布式发电可以充分利用可再生能源，减少对化石能源的 依赖。
智能电网概念及关键技术
智能电网概念
传感测量技术
通讯技术
信息技术
控制技术
以物理电网为基础，将 现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技 术、计算机技术和控制 技术与物理电网高度集 成而形成的新型电网。
其他可再生能源
水能、生物质能、地热能等，各具特 色和应用前景。
风能发电技术
通过风力驱动风轮机转动，进而带动 发电机发电，风能是一种永不枯竭的 绿色能源。
分布式发电技术及其优势
分布式发电技术
指在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以满 足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同 时满足这两个方面的要求。
实现对电网的准确感知 ，为智能电网提供数据 支持。
实现电网各环节之间的 实时、双向、互动通信 ，保证智能电网的高效 运行。
对海量数据进行处理和 分析，提取有价值的信 息，为智能电网的决策 提供支持。
电力系统稳态分析PPT
2、联合电力系统的优越性 3、联合电力系统发展现状及趋势
国外：跨国电力系统；
国内：全国联网
电力系统稳态分析
第二讲 电力系统基本概念
（电力系统的电压等级、接线方式、中性点运行方式）
主讲 马士英
一、电力系统的接线方式
1、电力系统接线图
（1）电气接线图
表示电力系统各元件之间电气联系的电路图，一般以
单线图表示。（如第一讲的电力系统接线示意图）
双回路放射式
优点：供电可靠性高、电压质量好 缺点：投资大、经济性差
环形接线
优点：供电可靠性较高、较为经济 缺点：运行调度复杂、故障或检修切除一侧线路时，
电压质量差，供电可靠性下降。
两端供电式 优点：供电可靠性高、经济性好、故障或检修时电压质 量较好； 缺点：受电源分布限制、运行复杂
4、各种接线方式的适用场所
（2）地理接线图
按比例表示电力系统中各发电厂和变电所的相对地理 位置接线图。（如第一讲的各区域电力系统接线示意图）
2、电力系统的接线方式
（1）接线方式分类
无备用接线方式—用户只能从一个方向获得电能的接线 方式，包括单回路放射式、单回路干线式、单回路链式接线；
无备用接线方式 （a）单回路放射式 （b）单回路干线式 （c） 单回路链式
4、电力网中的电压分布与线路、发电机、变压器的额
定电压
（1）电力网的电压分布
（2）输电线路允许的电压损耗
用电设备允许的电压偏移为 5% ，所以线路允许的电压 损耗为10%。
（3）输电线路的额定电压
输电线路的额定电压取线路各点电压的平均值，即用电 设备的额定电压。 （4）发电机的额定电压 在有直配线的情况下，发电机接于线路首端，运行时电 压比用电设备的额定电压高5%，为使发电机在额定电压下 运行，所以发电机额定电压就取线路首端的电压，即用电设 备额定电压的1.05倍。
电力系统的稳定性ppt课件
加速转矩
如后图曲 线3所示
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
同理：
如后图曲线4 所示
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 3 4
4、
而
即提高系统输电能力。
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
提高静态稳定的措施
具体措施：
A 、采用强有力的励磁控制－自动励磁调节器，即 提高发电机内电势；
B、减小元件电抗
超高压输电目前多用自耦变－电抗小，减小线路电抗，如 采用分裂导线、串联电容补偿等。
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（正常，不小于15%）
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
简单电力系统的静态稳定性
2、小干扰的类型
小负荷的投入、切除 气温、气压等因素引起的系统参数的变
化 发电机出力的轻微变化
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
简单电力系统的静态稳定性
(Transient Stability) 暂态稳定的定义 大干扰的类型 单机无穷大系统暂态稳定的分析 提高暂态稳定的措施
电力系统稳态分析 (ppt 179页)
计 算 如果通过线路环节的无
UU1 1
功功率为容性的，式中
jU1 dU
的Q需代负号进行计算。
U 2 U2
jU2
电压损耗 电力网中任意两点电压的代数
差。其电压损耗为 |U1| |U2 |
电
力
系 统
由于
U 1 (U2U2)2U2 2
潮
流 计
将其展开成泰勒级数，取前两项可得
电力系统概论
章电力系统稳态分析
宁波大学信息学院
第三章 电力系统稳态分析
3.1 电力网的功率分布和电压计算 3.2 电力系统潮流的计算机算法 3.3 电力系统的频率与有功功率 3.4 电力系统的电压与无功功率 3.5 电力系统经济运行 3.6 电力系统中性点接地方式
3.1电力网的功率分布和电压计算
无备用方式采用双回线路(a)
• —有备用接线方式 单电源单环网(b)
接 闭式电力网
双电源双环网(c)
线
两端电源供电(d)
方 ü双回路网络的优缺点
式
简单方便、可靠性高
(a)
经济性差 ü环网供电的优缺点
可靠、经济
操作复杂、故障时电压质量差
(b)
(c)
(d)
电磁环网
接
线
变压器串联接入的多电压
方
等级环网，称为电磁环网。 QF
一、电力网的功率损耗
电 二、电力网环节的功率平衡和电压平
力 系
衡
统
潮 三、开式电力网的潮流计算
流
计 算
四、两端电源供电网的潮流计算
五、电磁环网的功率分布与电压计算
概述
潮流计算的任务
针对具体的电力网络结构，根据给定的负荷功率和电源
电力市场环境下的电力系统稳态分析课件
ji ( j )
当需要把网损分摊到电源上时，其算法类 似。在这种情况下，网损的平衡方程式为：
Pi
Pij ai(k)Pj
k ij (i)
Pi
Pij ai(k)Pj
k ij (i)
式中：ai(k),为δPj 通过节点j的进线ij 向节点i 转移的网损的系数，支路ij的序号为k，
P(k )l VS I (k )l VR I (k )l (VS VR )I (k )l
由上述两式即可得到功率损耗按电流分量成
比例分摊的结论:
Pk(l ) P(k )
I (k )l
L
I (k)l
l 1
P(k )
I (k )l I (k )
公理2：注入电流在同一节点各出线的分量与 相应出线的总电流成比例
e. 求输电网的平均转运成本 w (同邮票法)
f.
计算转运费Rw
(1 2
Pl ) w
4. 兆瓦－公里法
计算步骤：
a. 计算每条线路(或每个输电设备)的功率成本ci b. 计算每条线路(或设备)的平均每兆瓦公里的容量成本
i
ci Pi Li
c. 移去系统全部功率，只保留转运业务的功率，
cC：总输电容量成本 cO：总输电运行成本
d. 计算各项转运业务的转运费
Rw,k Pw,k w
3. 边界潮流法
适用网络：系统中双边合同较少或系统间联络 线较为明确的情况
计算步骤：
a. 选择输电网合适的负荷水平
b. 计算无此项转运业务时的系统潮流
c. 计算有此转运业务后的系统潮流
d. 求边界联络线功率的变化量 Pl Pl Pl
6电力系统稳态分析(第六章)PPT(王)
② 电力变压器的无功损耗
QT QyT QZT S U 2 BT X T U
2 2
I0 % U K %S 2 U N SN 100 100 S N U
假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压US%=10.5，在额定 满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。如果从电源到用 户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。
0.99U N 0.96U N
0.98U N
0
8
16
24
0
8
16
24
时间（h）
时间（h）
③ 规划设计中的电力系统 根据负荷性质、供电范围确定电压中枢点调压方式。 有三种： ◆ 逆调压方式
◆ 顺调压方式
◆ 恒调压方式
最大负荷时提高中枢点电压 方式： 最小负荷时降低中枢点电压 逆调压 难易程度：实现较难 适应：线路长，负荷变化大 方式： 顺调压
C B A C B A
QC U
2
xc
C
C
C
C
C
C
星形连接
三角形连接
④ 静止补偿器 静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成。电容器可
发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再
配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）的 无功功率。
I
IL
Ic
TCR
C
Lf
SR
C
Lf Cf
③ 输电线路的无功损耗
QZ l P Q P Q X X 2 2 U1 U2
2 1 2 1 2 2 2 2
~ S1 P1 jQ1
U1
R jX
电力系统稳态分析(ppt 74页)
i
i max
电压相角约束条件
线路的热极限约束、联络线潮流约束等
3.4电力网节点分类
电网中的节点因给定变量不同而分为三类： PQ节点
已知P、Q，待求U、δ； 通常为给定PQ的电源节点和负荷节点。大多数节点为PQ节点。
PV节点
已知P、U，待求Q 、δ； 通常为系统调压节点。数量少，可没有。
平衡节点
已知U、δ ，待求P、Q ；
承担电压参考和功率平衡的任务，又名松弛节点，比如系统调频节点或最
大电源节点，通常只设一个平衡节点。
3.4 实际的直角坐标潮流方程
n-1 个
m个 n-m-1 个
注：节点个数为n个，其中PQ节点个数为m个。
3.4 实际的直角坐标潮流方程
P1
x
e1
en1
2.1电力线路电压降落和损耗的分析
空载时，线路末端电压比始端高。
无功功率在电力线路中传输也产生有功功率损耗， 同等大小的无功功率和有功功率在电力线路中传输 产生的有功功率损耗相同。
由电压损耗纵分量 可知降低电压损耗的方法有： 提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流过 的无功功率。
2.1变压器中的功率损耗
3.4直角坐标功率方程
e1
P1
x
en
f1
f
(
x
)
Pn
Q1
0
fn
Qn
未知数＝方程数
3.4 功率方程（极坐标系）
n
Pi jQi Uie ji ( Gij jBij )U je j j j 1
3.4极坐标功率方程
3.4 极坐标功率方程
1
P1
阻抗支路中损耗的功率为
导纳支路中的功率为
新型电力系统PPT
电源侧
间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性、波动性、随机 性强，出力预测准确性 影响系统安全稳定运行
新能源出力精准预测面 临挑战
电网侧
负荷侧
系统侧
多种电网形态相融并存， 电网协调运行难度不断 增加
大范围资源优化配置能 力面临挑战
刚性、纯消费型向柔性、 生产与消费兼具型转变
网荷互动能力和需求侧 响应机制面临挑战
由源随荷动实时平衡， 向源网荷储协同互动非 完全实时平衡转变
各类“源网荷储”资源的集中调控不足
电网特性发生变化，稳定基础面 临挑战
电源结构改变，从同步并网向非 同步并网转变
需建设弹性开放、智能自治、灵活高效、安全可靠的无线接入通信网络，满足新型电力系统 海量终端的接入，重点解决“最后一公里”通信，支撑新型电力系统的建设。
无线公网在电网中的应用
主要以4G网络为主，已实现乡村级的覆盖，具有 等安全措施，并在接入业务系统前设置安全接入区。
等优势，采用了
建设成本低
12.1
光纤专网
4.6
无线专网
0.9
无限公网
安全措施
双向鉴权
网间信息保护
数据加密 用户隐私保护
源网荷储友好互动面临 挑战
在新型电力系统背景下，可再生能源将成为新型电力系统中的主要组成部分，电源结构、电 网形态、负荷特性、运行特性、系统连贯等方面发生深刻变化。
电源端具有强不确定性 负荷端具有强不确定性 电力潮流具有强不确定性
越来越多的智慧物联终端接入到 电力系统
海量的终端必将产生海量的数据
需承载各种业务，存在多种速率的业务 接入的传输需求
间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性、波动性、随机 性强，出力预测准确性 影响系统安全稳定运行
新能源出力精准预测面 临挑战
电网侧
负荷侧
系统侧
多种电网形态相融并存， 电网协调运行难度不断 增加
大范围资源优化配置能 力面临挑战
刚性、纯消费型向柔性、 生产与消费兼具型转变
网荷互动能力和需求侧 响应机制面临挑战
由源随荷动实时平衡， 向源网荷储协同互动非 完全实时平衡转变
各类“源网荷储”资源的集中调控不足
电网特性发生变化，稳定基础面 临挑战
电源结构改变，从同步并网向非 同步并网转变
需建设弹性开放、智能自治、灵活高效、安全可靠的无线接入通信网络，满足新型电力系统 海量终端的接入，重点解决“最后一公里”通信，支撑新型电力系统的建设。
无线公网在电网中的应用
主要以4G网络为主，已实现乡村级的覆盖，具有 等安全措施，并在接入业务系统前设置安全接入区。
等优势，采用了
建设成本低
12.1
光纤专网
4.6
无线专网
0.9
无限公网
安全措施
双向鉴权
网间信息保护
数据加密 用户隐私保护
源网荷储友好互动面临 挑战
在新型电力系统背景下，可再生能源将成为新型电力系统中的主要组成部分，电源结构、电 网形态、负荷特性、运行特性、系统连贯等方面发生深刻变化。
电源端具有强不确定性 负荷端具有强不确定性 电力潮流具有强不确定性
越来越多的智慧物联终端接入到 电力系统
海量的终端必将产生海量的数据
需承载各种业务，存在多种速率的业务 接入的传输需求
《电力系统稳定》课件
ts
目录
• 电力系统稳定概述 • 电力系统稳定的判据与评估 • 电力系统稳定控制技术 • 电力系统稳定仿真分析 • 电力系统稳定运行管理 • 电力系统稳定发展趋势与挑战
01
电力系统稳定概述
电力系统稳定定义
电力系统稳定是指电力系统在正常运行状态下，受到小的或大的扰动后，能自动 恢复到原来的运行状态，或者依靠控制设备的作用，使系统在新的状态下继续正 常运行的能力。
高度互联的电网结构
各地区电网之间的联系越来越紧密，一旦发生故障，可能引发连锁 反应，导致大范围停电。
多样化的电源结构
多种类型电源的接入，使得电力系统的稳定性变得更加复杂，需要深 入研究不同类型电源之间的相互作用机制。
未来展望
加强基础研究
深入研究电力系统稳定性机理，探索更加有效的预测和控制方法 。
提升智能化水平
结合先进的人工智能和大数据技术，提高电力系统稳定性的智能 化分析和管理水平。
强化国际合作
加强国际间的学术交流和技术合作，共同应对全球电力系统的稳 定性挑战。
THANKS
感谢观看
风险评估
对电力系统的稳定性进行风险评估，制定相应 的控制措施。
控制策略
根据风险评估结果，制定相应的控制策略，提高电力系统的稳定性。
06
电力系统稳定发展趋势与挑战
发展趋势
分布式电源的接入
01
随着可再生能源的发展，分布式电源在电力系统中的比例逐渐
增加，对电力系统的稳定性带来新的挑战和机遇。
智能化技术的应用
暂态稳定仿真分析
通过建立暂态稳定的数学模型，对大扰动下的电力 系统暂态稳定性进行仿真分析。
频率稳定仿真分析
通过建立频率稳定的数学模型，对不同运行 工况下的电力系统频率稳定性进行仿真分析 。
目录
• 电力系统稳定概述 • 电力系统稳定的判据与评估 • 电力系统稳定控制技术 • 电力系统稳定仿真分析 • 电力系统稳定运行管理 • 电力系统稳定发展趋势与挑战
01
电力系统稳定概述
电力系统稳定定义
电力系统稳定是指电力系统在正常运行状态下，受到小的或大的扰动后，能自动 恢复到原来的运行状态，或者依靠控制设备的作用，使系统在新的状态下继续正 常运行的能力。
高度互联的电网结构
各地区电网之间的联系越来越紧密，一旦发生故障，可能引发连锁 反应，导致大范围停电。
多样化的电源结构
多种类型电源的接入，使得电力系统的稳定性变得更加复杂，需要深 入研究不同类型电源之间的相互作用机制。
未来展望
加强基础研究
深入研究电力系统稳定性机理，探索更加有效的预测和控制方法 。
提升智能化水平
结合先进的人工智能和大数据技术，提高电力系统稳定性的智能 化分析和管理水平。
强化国际合作
加强国际间的学术交流和技术合作，共同应对全球电力系统的稳 定性挑战。
THANKS
感谢观看
风险评估
对电力系统的稳定性进行风险评估，制定相应 的控制措施。
控制策略
根据风险评估结果，制定相应的控制策略，提高电力系统的稳定性。
06
电力系统稳定发展趋势与挑战
发展趋势
分布式电源的接入
01
随着可再生能源的发展，分布式电源在电力系统中的比例逐渐
增加，对电力系统的稳定性带来新的挑战和机遇。
智能化技术的应用
暂态稳定仿真分析
通过建立暂态稳定的数学模型，对大扰动下的电力 系统暂态稳定性进行仿真分析。
频率稳定仿真分析
通过建立频率稳定的数学模型，对不同运行 工况下的电力系统频率稳定性进行仿真分析 。
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(8940.0) (1613.0)
中国的风电装机比例 （%）
世界风电总装机容量
（MW）
0.13 31,000
0.15 40,300
0.17 47,317
0.25 59,004
0.43 73,904
0.84
1.13
1.84
93,849 121,188 159,213
数据来源：中国电力企业联合会/WWEA (World Wind Energy Association)
1500
25000
1000
20000
500
15000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Month
Load (MW)
需对电网发电计划进行 调整。 夏季水电多调峰能力强； 而冬季水电少调峰能力 弱，在冬季或春季风电 水平高时对调度的压力 大。
Wind Power Output(MW)
风力发电的特点
Characteristics of wind power 2010年西北地区 Northwest china in 2010 ➢ 风电注入增大了等效负荷峰谷差情况的概率为60％。 ➢ 风电注入降低了等效负荷峰谷差情况的概率为40％。 ➢ 风电接入电网给系统调度运行带来了压力。
2007年美国天然气发电占39.5%，燃油发电占5.6%。
6
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 大规模开发风电，需要系统配置足够的调峰电源
For developing wind power in large-scale, enough power for peak load is needed 2008年德国燃气、燃油和抽水蓄能约占总装机容量的25%，其他可调 峰电源8 % 。德国快速调节电源约占25%。
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
世界和中国风电发展速度 The pace of the development of wind electricity in China and the world
世界风电累计装机容量（ MW ） 中国风电累计装机容量（ MW ）
Fourth part Research situation of wind power integration at present
5 第五部分 风电研究新动向
Fifth part New trends of wind power researches
第一部分 国内外新能源利用方式的对比
First part Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad
风速（ m/s ） 风向（ °）
12 70m高的风速 10m高的风速
10
8
风 的6 特4 性2
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间（h）
360 300 240 180 120
60 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
世界风电装备技术发展趋势 （来源：德国风能研究所DEWI）
11
风力发电技术的基本原理及其发展
Basic principle and development of wind power generation technology
Repower 5M 双馈感应电机变速风电机组 Repower 5M Doubly Fed Induction Generator
时间（h）
风速日变化
风向日变化
风电季节性变化特点（月平均值）
Wind Power Output(MW)
Characteristics of seasonal change of wind power(monthly mean value)
2008 年 宁夏
250
6000
Wind Power Output
厂包含数台或十几台机 采用多种发电机技术；
组
变速风电机组采用电力电子控制技术
；大型风电场包含数百台机组；
暂态响应特性
有电压支撑能力，需保
持同步运行，易发生暂 不同类型的风电机组在故障时的暂态
态
响应特性不同
稳定问题
运行特性取决于 发电机组和励磁系统的 风电机群的特性和协调全部风电机群
特性
运行的风电场综合控制系统
（东台、如东）
第三部分 风力发电的特点
Third part Characteristics of wind power
风力发电的特点
CharacterisBiblioteka ics of wind power
发电类型 输出功率
发电机种类
火电和水电
风力发电
可调度
间歇性——不能按计划发电，调度困 难
同步发电机，一般发电
总装机容量 16
15
129GW
20
13
12
8
16
总发电量
5500亿kWh 00
29
25
21
20%20 40% 6400% 80% 60 100%
10 3 7 5
80
100
核电 褐煤 硬煤 天然气 燃油、抽水蓄能、其他 水电、生物质发电、其他 风电
Source: BDEW, Energy Market 2007 Germany
4
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 我国风电场接入各电压等级装机容量比例图(2009)
Proportion of installed capacity integrated by wind farm to every voltage level
6000
4000
2000
0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
年份
中国风电装机
全球新能源发展形势
Situation of new energy development in the world 风力发电正朝着大型化、规模化的方向发展 Wind power is moving in the direction towards large-scale
分散就近接入，
就地消纳，开发
成本较低。
欧美国家在发展 新能源发电的同 时也大力发展燃 油、燃气等调节 能力强的机组， 以满足风电大规 模并网的需要。
欧美国家电网联 系紧密，功率交 换能力强，为新 能源发电跨区、 跨国消纳提供了 坚实的基础。
国外新装风机都 具备有功/无功调 节能力及低电压 穿越能力；新的 光伏发电并网导 则也提出了类似 的要求。
规划内容简介－－沿海地区风电场发展规划
Introduction of development plan -- development program of wind power plant in coastal areas
风电场现状 （2008年）
风电场规划-与电网之间的位置
对应关系
盐城南 南通北
其叶片直径126米，机舱重量400吨，轮毂高度100-120 米
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
七个千万千瓦风电基地 Seven10 Million Kilowatts of Wind Power Base
Northeast power grid 东北电网
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 大规模开发风电，需要系统配置足够的调峰电源
For developing wind power in large-scale, enough power for peak load is needed
年份
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
中国电源总装机容量
（MW）
356,570 391,410 440,000 500,000 600,000 713,290 790,000 874,070
中国风电总装机容量 （MW）
445.0
568.4
763.8
1215.3 2268 1260.0 2560.0 6050.0
7
第二部分 国内外风电发展状况
Second part Wind power development situation at home and abroad
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
中国的风电装机容量 China’s wind power installed capacity
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home
中国的风电装机比例 （%）
世界风电总装机容量
（MW）
0.13 31,000
0.15 40,300
0.17 47,317
0.25 59,004
0.43 73,904
0.84
1.13
1.84
93,849 121,188 159,213
数据来源：中国电力企业联合会/WWEA (World Wind Energy Association)
1500
25000
1000
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500
15000
1
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Month
Load (MW)
需对电网发电计划进行 调整。 夏季水电多调峰能力强； 而冬季水电少调峰能力 弱，在冬季或春季风电 水平高时对调度的压力 大。
Wind Power Output(MW)
风力发电的特点
Characteristics of wind power 2010年西北地区 Northwest china in 2010 ➢ 风电注入增大了等效负荷峰谷差情况的概率为60％。 ➢ 风电注入降低了等效负荷峰谷差情况的概率为40％。 ➢ 风电接入电网给系统调度运行带来了压力。
2007年美国天然气发电占39.5%，燃油发电占5.6%。
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国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 大规模开发风电，需要系统配置足够的调峰电源
For developing wind power in large-scale, enough power for peak load is needed 2008年德国燃气、燃油和抽水蓄能约占总装机容量的25%，其他可调 峰电源8 % 。德国快速调节电源约占25%。
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
世界和中国风电发展速度 The pace of the development of wind electricity in China and the world
世界风电累计装机容量（ MW ） 中国风电累计装机容量（ MW ）
Fourth part Research situation of wind power integration at present
5 第五部分 风电研究新动向
Fifth part New trends of wind power researches
第一部分 国内外新能源利用方式的对比
First part Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad
风速（ m/s ） 风向（ °）
12 70m高的风速 10m高的风速
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风 的6 特4 性2
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间（h）
360 300 240 180 120
60 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
世界风电装备技术发展趋势 （来源：德国风能研究所DEWI）
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风力发电技术的基本原理及其发展
Basic principle and development of wind power generation technology
Repower 5M 双馈感应电机变速风电机组 Repower 5M Doubly Fed Induction Generator
时间（h）
风速日变化
风向日变化
风电季节性变化特点（月平均值）
Wind Power Output(MW)
Characteristics of seasonal change of wind power(monthly mean value)
2008 年 宁夏
250
6000
Wind Power Output
厂包含数台或十几台机 采用多种发电机技术；
组
变速风电机组采用电力电子控制技术
；大型风电场包含数百台机组；
暂态响应特性
有电压支撑能力，需保
持同步运行，易发生暂 不同类型的风电机组在故障时的暂态
态
响应特性不同
稳定问题
运行特性取决于 发电机组和励磁系统的 风电机群的特性和协调全部风电机群
特性
运行的风电场综合控制系统
（东台、如东）
第三部分 风力发电的特点
Third part Characteristics of wind power
风力发电的特点
CharacterisBiblioteka ics of wind power
发电类型 输出功率
发电机种类
火电和水电
风力发电
可调度
间歇性——不能按计划发电，调度困 难
同步发电机，一般发电
总装机容量 16
15
129GW
20
13
12
8
16
总发电量
5500亿kWh 00
29
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21
20%20 40% 6400% 80% 60 100%
10 3 7 5
80
100
核电 褐煤 硬煤 天然气 燃油、抽水蓄能、其他 水电、生物质发电、其他 风电
Source: BDEW, Energy Market 2007 Germany
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国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 我国风电场接入各电压等级装机容量比例图(2009)
Proportion of installed capacity integrated by wind farm to every voltage level
6000
4000
2000
0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
年份
中国风电装机
全球新能源发展形势
Situation of new energy development in the world 风力发电正朝着大型化、规模化的方向发展 Wind power is moving in the direction towards large-scale
分散就近接入，
就地消纳，开发
成本较低。
欧美国家在发展 新能源发电的同 时也大力发展燃 油、燃气等调节 能力强的机组， 以满足风电大规 模并网的需要。
欧美国家电网联 系紧密，功率交 换能力强，为新 能源发电跨区、 跨国消纳提供了 坚实的基础。
国外新装风机都 具备有功/无功调 节能力及低电压 穿越能力；新的 光伏发电并网导 则也提出了类似 的要求。
规划内容简介－－沿海地区风电场发展规划
Introduction of development plan -- development program of wind power plant in coastal areas
风电场现状 （2008年）
风电场规划-与电网之间的位置
对应关系
盐城南 南通北
其叶片直径126米，机舱重量400吨，轮毂高度100-120 米
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
七个千万千瓦风电基地 Seven10 Million Kilowatts of Wind Power Base
Northeast power grid 东北电网
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home and abroad 大规模开发风电，需要系统配置足够的调峰电源
For developing wind power in large-scale, enough power for peak load is needed
年份
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
中国电源总装机容量
（MW）
356,570 391,410 440,000 500,000 600,000 713,290 790,000 874,070
中国风电总装机容量 （MW）
445.0
568.4
763.8
1215.3 2268 1260.0 2560.0 6050.0
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第二部分 国内外风电发展状况
Second part Wind power development situation at home and abroad
国内外风电发展状况
Wind power development situations at home and abroad
中国的风电装机容量 China’s wind power installed capacity
国内外新能源利用方式的对比
Comparison of the methods for developing new energy resources at home