电力系统-电压稳定性分析ppt
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电力系统电压稳定性 分析
姓名：*** 学号：********
-
主要内容
一．概述 二．电压稳定性的基本概念及研究内容 三．电压稳定性的研究 四．简单系统电压静态稳定性分析 五．改善系统电压稳定性的技术
-
一．概述
近30年来，电力系统向大机组，大电网，高电压 和远距离输电发展。这对合理利用能源，提高经济 效益和保护环境具有重要的意义。但也给电力系统 的安全运行带来了一些新问题。其中之一就是电压 崩溃恶性事故。70年代以来，国内外的电网发生了 多起以电压失稳为特征的电网瓦解事故。
-
二、电压稳定性的基本概念
核心问题：无功不足
电压崩溃机理 ：
➢ 重负荷运行状态下系统负荷持续增加，系统运行备用（特 别是无功）紧张，传输线潮流接近最大功率极限。
➢ 大的突然扰动，如失去发电机组、输电线相继跳闸等。 ➢ 有载调压变压器ULTC负调压作用。 ➢ 发电机过励限制器OEL。 ➢ 继电保护、低频减载等缺乏协调是导致电压不稳定的一个
-
二、电压稳定性的基本概念
2、电压崩溃：
是指由于电压不稳定所导致的系统内大面积、大幅度的 电压下降过程。当出现扰动使电压急剧下降。并且运行人员 和自动系统的控制已无法终止这种电压衰落时，系统就会进 入电压不稳定的状态，这种电压的衰落可能只需几秒钟，也 可能长达几分钟、几十分钟。如果电压下降过程不能停止， 最终电压崩溃就会发生。
-
三．电压稳定性的研究
按研究采用的模型划分，对电压稳定性的研 究可以分为四大类：
基于物理概念的定性分析， 基于潮流方程的静态方法， 基于线性化动态方程的小干扰分析方 法和 基于非线性动态方程的时域仿真计算 。
-
三．电压稳定性的研究
1.基于物理概念的定性分析
定性分析对于指导研究方向非常重要。基于“发电机-输电线负荷” 模型导出 P-V曲线，Q-V曲线和 P-Q 曲线，依此展 开分析是最直观的一种研究方法。
最大功率法； 灵敏度分析方法； 潮流多解方法； 雅可比矩阵奇异方法。
-
三．电压稳定性的研究
最大功率法
当负荷需求超出电力网络传输功率极限时，系统将 会出现异常现象，其中包括电压失稳。这是一种朴 素的物理观点。把电力网络输送功率的极限作为静 态电压稳定临界点正是最大功率法的基本原则。常 用的最大功率判据有：任意负荷节点的有功功率判 据，无功功率判据以及所有负荷节点的复功率之和 最大判据。许多作者采用最大功率判据作为临界点 判据。
➢
美国西部1996年7月2日和8月10日连续两次大停电事故
因为电压失稳导致大面积，长时间的停电，造成巨大的 经济损失和社会混乱。
-
一．概述
多次大停电事故给人们震动很大，再次向电 力界敲响了警钟。我国电力工业部也专门组 织有关人员进行研究，讨论我国电网的现状 及存在的问题，使电压稳定问题成为关注的 焦点。
-
一．概述
➢
1972年7月27日我国湖北电网的武汉和黄石地区的电压
崩溃事故，使受端系统全部瓦解；
➢
1973年7月12日东北电网的大连地区电压崩溃，造成大
连地区全部停电。
➢
1978年12月19日法国电网大停电；
➢
1983年12月27日瑞典电网事故；
➢
1987年7月23日日本东京大停电；
➢
今年7月30、31日，印度相继发生两次大面积停电事故
重要原因。 ➢ 弱连接的交直流系统。 ➢ 电压崩溃通常显示为慢的电压衰减，这是由于许多电压控
制设备和保护系统作用及其相互作用积累过程的结果。在 许多情况下，电压不稳定和转子角不稳定是相互耦合的。
-
二、电压稳定性的基本概念
电压崩溃机理探讨的目的是要弄清楚主导电压 崩溃发生发展的本质因素，电压稳定问题和电力系 统其它问题的相互关系，以及电力系统中各种元件 对电压稳定性的影响，并建立分析电压稳定问题的 适当的系统模型。
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
图 过一 程
负 荷 点 的 电 压 崩 溃
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
在电力需求不断增加，受端系统不断扩大，负荷 容量不断集中，而电源又远离负荷中心的情况下， 当输电系统带重负荷时，会出现图1所示电压不可控 制且连续下降的电压不稳定现象。图中示出110kv和 6kv母线电压的崩溃过程。开始时母线电压自发下降 ，电动机制动。电压崩溃的基本特征是电压和有功 功率数值减小，无功功率增大。图中电压崩溃后的 振荡是由于同步电机的非同步运行引起的。
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压 水平的能力。它与电力系统中的电源配置，网络结 构及运行方式，负荷特性等因素有关。往往由于电 力系统电压的扰动，线路阻抗突然增大，功率减小 或负荷的增大而诱发电压的不稳定现象，导致电压 崩溃，造成大面积停电。所以，电压稳定性是电力 系统稳定性的一部分。确定电力系统电压稳定性条 件是电力系统稳定性分析的重要内容之一。
-
百度文库
二、电压稳定性的基本概念
现在普遍被接受的观点是电力系统中静态电压水平主要 由无功功率平衡条件决定。
许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无功需求 的增加，在某些不良运行点或当系统受到较大扰动后，因为 发电机励磁系统的强励和负荷端电压下降，负荷需求减少， 系统能保持电压相对稳定。随后，由于带负荷调压变压器的 连续调节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负荷调 压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电机无功越限，其 连锁反应使负荷电压下降，电压稳定破坏。
-
二、电压稳定性的基本概念
1、电压稳定性：
[电力系统安全稳定导则]中将电压稳定定义为：电 力系统受到小的扰动或大的扰动后，系统能保持 或恢复到容许的范围内，不发生电压崩溃的能力 。 1990年IEEE将电压稳定性定义为“系统维持电压 的能力。当负荷导纳增大时，负荷功率也随之增 大，并且功率和电压都是能控的。”
在第二阶段因为将电压稳定划为静态问题，使研究走了一段弯 路。某些灵敏度判据，P-Q曲线机理解释都是在简化条件下 得出的，在应用到复杂系统时往往不成立。因此，目前迫 切需要全面检验现有的有关电压稳定问题的定性认识的正 确性。
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三．电压稳定性的研究
2.基于潮流方程的静态研究 基于潮流方程的静态研究方法主要有:
姓名：*** 学号：********
-
主要内容
一．概述 二．电压稳定性的基本概念及研究内容 三．电压稳定性的研究 四．简单系统电压静态稳定性分析 五．改善系统电压稳定性的技术
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一．概述
近30年来，电力系统向大机组，大电网，高电压 和远距离输电发展。这对合理利用能源，提高经济 效益和保护环境具有重要的意义。但也给电力系统 的安全运行带来了一些新问题。其中之一就是电压 崩溃恶性事故。70年代以来，国内外的电网发生了 多起以电压失稳为特征的电网瓦解事故。
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二、电压稳定性的基本概念
核心问题：无功不足
电压崩溃机理 ：
➢ 重负荷运行状态下系统负荷持续增加，系统运行备用（特 别是无功）紧张，传输线潮流接近最大功率极限。
➢ 大的突然扰动，如失去发电机组、输电线相继跳闸等。 ➢ 有载调压变压器ULTC负调压作用。 ➢ 发电机过励限制器OEL。 ➢ 继电保护、低频减载等缺乏协调是导致电压不稳定的一个
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二、电压稳定性的基本概念
2、电压崩溃：
是指由于电压不稳定所导致的系统内大面积、大幅度的 电压下降过程。当出现扰动使电压急剧下降。并且运行人员 和自动系统的控制已无法终止这种电压衰落时，系统就会进 入电压不稳定的状态，这种电压的衰落可能只需几秒钟，也 可能长达几分钟、几十分钟。如果电压下降过程不能停止， 最终电压崩溃就会发生。
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三．电压稳定性的研究
按研究采用的模型划分，对电压稳定性的研 究可以分为四大类：
基于物理概念的定性分析， 基于潮流方程的静态方法， 基于线性化动态方程的小干扰分析方 法和 基于非线性动态方程的时域仿真计算 。
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三．电压稳定性的研究
1.基于物理概念的定性分析
定性分析对于指导研究方向非常重要。基于“发电机-输电线负荷” 模型导出 P-V曲线，Q-V曲线和 P-Q 曲线，依此展 开分析是最直观的一种研究方法。
最大功率法； 灵敏度分析方法； 潮流多解方法； 雅可比矩阵奇异方法。
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三．电压稳定性的研究
最大功率法
当负荷需求超出电力网络传输功率极限时，系统将 会出现异常现象，其中包括电压失稳。这是一种朴 素的物理观点。把电力网络输送功率的极限作为静 态电压稳定临界点正是最大功率法的基本原则。常 用的最大功率判据有：任意负荷节点的有功功率判 据，无功功率判据以及所有负荷节点的复功率之和 最大判据。许多作者采用最大功率判据作为临界点 判据。
➢
美国西部1996年7月2日和8月10日连续两次大停电事故
因为电压失稳导致大面积，长时间的停电，造成巨大的 经济损失和社会混乱。
-
一．概述
多次大停电事故给人们震动很大，再次向电 力界敲响了警钟。我国电力工业部也专门组 织有关人员进行研究，讨论我国电网的现状 及存在的问题，使电压稳定问题成为关注的 焦点。
-
一．概述
➢
1972年7月27日我国湖北电网的武汉和黄石地区的电压
崩溃事故，使受端系统全部瓦解；
➢
1973年7月12日东北电网的大连地区电压崩溃，造成大
连地区全部停电。
➢
1978年12月19日法国电网大停电；
➢
1983年12月27日瑞典电网事故；
➢
1987年7月23日日本东京大停电；
➢
今年7月30、31日，印度相继发生两次大面积停电事故
重要原因。 ➢ 弱连接的交直流系统。 ➢ 电压崩溃通常显示为慢的电压衰减，这是由于许多电压控
制设备和保护系统作用及其相互作用积累过程的结果。在 许多情况下，电压不稳定和转子角不稳定是相互耦合的。
-
二、电压稳定性的基本概念
电压崩溃机理探讨的目的是要弄清楚主导电压 崩溃发生发展的本质因素，电压稳定问题和电力系 统其它问题的相互关系，以及电力系统中各种元件 对电压稳定性的影响，并建立分析电压稳定问题的 适当的系统模型。
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
图 过一 程
负 荷 点 的 电 压 崩 溃
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
在电力需求不断增加，受端系统不断扩大，负荷 容量不断集中，而电源又远离负荷中心的情况下， 当输电系统带重负荷时，会出现图1所示电压不可控 制且连续下降的电压不稳定现象。图中示出110kv和 6kv母线电压的崩溃过程。开始时母线电压自发下降 ，电动机制动。电压崩溃的基本特征是电压和有功 功率数值减小，无功功率增大。图中电压崩溃后的 振荡是由于同步电机的非同步运行引起的。
-
四．简单系统电压静态稳定性分析
电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压 水平的能力。它与电力系统中的电源配置，网络结 构及运行方式，负荷特性等因素有关。往往由于电 力系统电压的扰动，线路阻抗突然增大，功率减小 或负荷的增大而诱发电压的不稳定现象，导致电压 崩溃，造成大面积停电。所以，电压稳定性是电力 系统稳定性的一部分。确定电力系统电压稳定性条 件是电力系统稳定性分析的重要内容之一。
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百度文库
二、电压稳定性的基本概念
现在普遍被接受的观点是电力系统中静态电压水平主要 由无功功率平衡条件决定。
许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无功需求 的增加，在某些不良运行点或当系统受到较大扰动后，因为 发电机励磁系统的强励和负荷端电压下降，负荷需求减少， 系统能保持电压相对稳定。随后，由于带负荷调压变压器的 连续调节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负荷调 压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电机无功越限，其 连锁反应使负荷电压下降，电压稳定破坏。
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二、电压稳定性的基本概念
1、电压稳定性：
[电力系统安全稳定导则]中将电压稳定定义为：电 力系统受到小的扰动或大的扰动后，系统能保持 或恢复到容许的范围内，不发生电压崩溃的能力 。 1990年IEEE将电压稳定性定义为“系统维持电压 的能力。当负荷导纳增大时，负荷功率也随之增 大，并且功率和电压都是能控的。”
在第二阶段因为将电压稳定划为静态问题，使研究走了一段弯 路。某些灵敏度判据，P-Q曲线机理解释都是在简化条件下 得出的，在应用到复杂系统时往往不成立。因此，目前迫 切需要全面检验现有的有关电压稳定问题的定性认识的正 确性。
-
三．电压稳定性的研究
2.基于潮流方程的静态研究 基于潮流方程的静态研究方法主要有: