電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析

電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題的分類(lèi)穩(wěn)定性與可靠性、安全性之間的關(guān)系穩(wěn)定問(wèn)題的理論基礎(chǔ)第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后,憑借系統(tǒng)本身固有的能力和控制設(shè)備的作用，回復(fù)到原始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式，或者達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式（的能力）。第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概括的定義：能夠運(yùn)行于正常運(yùn)行條件下的平衡狀態(tài)，在遭受擾動(dòng)后能夠恢復(fù)到可以容許的平衡狀態(tài)。第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)定性:電力系統(tǒng)受到事故擾動(dòng)后保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。通常根據(jù)動(dòng)態(tài)過(guò)程的特征和參與動(dòng)作的元件及控制系統(tǒng)，將穩(wěn)定性的研究劃分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、小擾動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定及中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定?！?001年版《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在給定的初始運(yùn)行條件下受到擾動(dòng)后回到一種平衡狀態(tài)，同時(shí)大部分系統(tǒng)變量保持有界并使得（實(shí)際上）全系統(tǒng)保持完整的能力。第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分類(lèi)第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性在本質(zhì)上是不同方向的作用力互相平衡的結(jié)果簡(jiǎn)單的穩(wěn)定性定義不能采取通用的簡(jiǎn)單方法進(jìn)行分析，需要根據(jù)具體的失穩(wěn)現(xiàn)象采用適當(dāng)?shù)拿枋龇绞酵怀鲋攸c(diǎn)問(wèn)題合適的分類(lèi)工作是有效的分析解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題的基礎(chǔ)第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可觀察到的系統(tǒng)主要變量在失穩(wěn)過(guò)程中中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)導(dǎo)致失穩(wěn)過(guò)程的擾動(dòng)的大?。蓻Q定在穩(wěn)定分析、計(jì)算和預(yù)測(cè)時(shí)采取的方法）為評(píng)價(jià)穩(wěn)定性需要考慮的元件、過(guò)程及時(shí)間范圍第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性功角穩(wěn)定電壓穩(wěn)定頻率穩(wěn)定大擾動(dòng)功角穩(wěn)定小擾動(dòng)功角穩(wěn)定長(zhǎng)期過(guò)程短期過(guò)程大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定周期性失穩(wěn)（小擾動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定）非周期性失穩(wěn)（靜態(tài)穩(wěn)定）周期性失穩(wěn)（打擾動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定）第一、二擺失穩(wěn)（暫態(tài)穩(wěn)定）長(zhǎng)期過(guò)程短期過(guò)程（暫態(tài)電壓穩(wěn)定）第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月取決于系統(tǒng)中每一臺(tái)發(fā)電機(jī)維持或恢復(fù)其電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系的能力第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如果發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)矩分量不足將導(dǎo)致非周期失穩(wěn)（或非振蕩失穩(wěn)）如果發(fā)電機(jī)的阻尼轉(zhuǎn)矩分量不足將導(dǎo)致振蕩失穩(wěn)第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后，不發(fā)生非同期失步，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后，各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的能力第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電壓失穩(wěn)通常表現(xiàn)為部分節(jié)點(diǎn)電壓逐漸下降或上升導(dǎo)致電壓失穩(wěn)的主要原因通常是負(fù)荷特性，如電動(dòng)機(jī)的滑差特性、配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)裝置、帶分接頭調(diào)節(jié)的變壓器等第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定指微小擾動(dòng)（如負(fù)荷增加）下系統(tǒng)維持電壓的能力第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定指大擾動(dòng)（如系統(tǒng)故障、切機(jī)、斷線等）下系統(tǒng)維持電壓的能力時(shí)間尺度可能從幾秒到幾十分鐘第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電量和負(fù)荷量出現(xiàn)明顯不平衡現(xiàn)象的嚴(yán)重?cái)_動(dòng)發(fā)生后，系統(tǒng)維持頻率的能力頻率失穩(wěn)的現(xiàn)象是頻率持續(xù)波動(dòng)并導(dǎo)致切機(jī)和或切負(fù)荷第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性與可靠性、安全性之間的關(guān)系第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可靠性系統(tǒng)在長(zhǎng)期的運(yùn)行周期中工作正常的概率表示在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)幾乎不中斷地為用戶提供足夠的電力供應(yīng)的能力安全性電力系統(tǒng)在意外事件下不中斷用戶電力供應(yīng)的能力的風(fēng)險(xiǎn)度安全性取決于系統(tǒng)的運(yùn)行條件以及意外事件的發(fā)生概率穩(wěn)定性擾動(dòng)后系統(tǒng)整體性的維持能力取決于系統(tǒng)的運(yùn)行條件和擾動(dòng)的性質(zhì)第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可靠性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的總體目標(biāo)為保證可靠性，系統(tǒng)絕大部分時(shí)間必須是安全的為保證安全性，系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的也可從后果來(lái)區(qū)分安全性和穩(wěn)定性?xún)蓚€(gè)具有相同穩(wěn)定裕度的系統(tǒng)，如果一個(gè)系統(tǒng)失穩(wěn)的后果比另一個(gè)更差，則前者的安全性相對(duì)較差安全性和穩(wěn)定性是時(shí)變的，可以通過(guò)對(duì)特定運(yùn)行方式的研究進(jìn)行判斷可靠性是一段時(shí)間內(nèi)的平均性能，只能通過(guò)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)性能的整體考慮進(jìn)行判斷第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定問(wèn)題的理論基礎(chǔ)第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月李雅普諾夫線性化方法第24頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)值解法：使用數(shù)值積分的方法求解描述系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的非線性微分方程，得出各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間相對(duì)角度變化的搖擺曲線。廣泛應(yīng)用、比較成熟、基本能滿足電力系統(tǒng)規(guī)劃、