电力系统稳定性分析文档格式.doc

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电力系统的运行状态包括正常、警戒、紧急、极端和恢复状态。

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，能在最不利的可能故障情况下，不致产生不可控的、广泛的连锁反应式的停电。

设计和运行准则对避免系统遭受严重故障后产生对系统的大干扰方面起着重要的作用。

准则的应用可保证系统在遇到所有经常发生的故障时，在最坏的情况下，系统能从正常状态转变为警戒状态，而不是转变为更为严重的紧急状态或极端状态。

2、第二章的主要讲述，电力稳定问题的导论，基本内容包括基本概念和定义，稳定的分类，稳定问题的历史回顾。

在第一节主要讲述了转子角稳定、电压稳定和电压崩溃，中期和长期稳定。

转子角稳定是电力系统中互联的同步电机，保持同步的能力。

这种稳定包括电力系统中固有的机电振荡的研究，其基本因素是，同步电机的功率输出随其转子摇摆变化的关系。

主要研究了同步电机的特性，功率和角度的关系，稳定性现象。

电压稳定是电力系统在额定运行情况下和遭受扰动之后系统中所有母线都持续的保持可接受的电压的能力。

当有扰动、增加负荷或改变系统条件造成渐进的、不可控制的电压降落，则系统进入电压不稳定状态。

造成不稳定的主要因素是，系统不能满足无功的需要。

由电压恶性下降造成的电力系统严重事故。

电力系统正常运行时，电源的无功功率输出与负荷的无功功率消耗及网络无功损耗相平衡。

若电源或无功功率补偿容量发生缺额时，负荷端电压被迫降低，当电压降低到某个临界值后,电压值持续不断地下降而不能恢复,即为电压崩溃。

电压崩溃将无功功率与节点电压的关系曲线使该地区的所有负荷被迫停电，甚至可能扩大为系统几部分之间的失去同步，导致非同步振荡，造成全系统的事故，损失更多负荷。

防止电压崩溃的措施有：

①在规划设计时配备足够的无功功率补偿电源，达到分层分区基本平衡；

②在发生无功功率缺额时，应充分利用发电机和调相机的事故过负荷能力，采用强励装置和自动励磁调节器；

③将可供投切的静电电容器和可控静止补偿器投入运行；

④必要时应切除部分负荷，或按低电压自动切除负荷。

电力系统的长期稳定的分析，是假定发电机之间的同步功率振荡已经被阻尼并具有统一的系统频率，长期稳定集中研究的是伴随大规模的系统扰动而产生的较慢和长期的现象，以及所造成的大的持续的发电和用电消耗有功功率和无功功率的不平衡问题。

中期稳定的研究，集中于发电机之间的同步振荡，包括一些较慢现象的作用以及大的电压或频率的可能偏离等问题。

电力系统稳定是一个复杂的问题，多年来都是对电力系统工程师的挑战，而对这一问题的历史回顾有助于对今天稳定问题的理解。

早期的稳定问题是远方水电站经长距离输电线向大城市负荷中心供电产生的，而分析的方法和所用的模型受限于计算方法的记忆和动态系统稳定理论的开发，而后静态稳定和暂态稳定被分开处理。

随着电力系统逐步发展，独立系统之间互联增加了稳定问题的复杂型，网络分析仪的开发，有助于缩小交流电力系统模型，他有可调节的电阻器以及电表来测量网络中的电压、电流和功率。

这一进展有助于多机系统的潮流分析。

二、关于电力系统安全稳定导则

电力系统安全稳定导则主要包括五部分内容，范围、保证电力系统安全稳定运行的基本要求、电力系统的安全稳定标准、电力系统安全稳定计算分析、电力系统安全稳定工作的管理。

在范围上，本导则规定了保证电力系统安全稳定运行的基本要求，电力系统安全稳定标准以及系统安全稳定计算方法，电网经营企业、电网调度机构、电力生产企业、电力供应企业、电力建设企业、电力规划和勘测设计、科研等单位，均应遵守和执行本导则。

本导则适用于电压等级为220kV及以上的电力系统。

220kV以下的电力系统可参照执行。

在保证电力系统安全稳定运行的基本要求方面，主要包括总体要求电网结构、无功平衡及补偿、对机网协调及厂网协调的要求、防止电力系统崩溃、电力系统全停后的恢复等内容。

为保证电力系统运行的稳定性，维持电网频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量。

备用容量应分配合理，并有必要的调节手段。

在正常负荷波动和调整有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡

在电力系统的安全稳定标准方面，主要讲述电力系统的安全稳定标准、电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准、对几种特殊情况的要求等内容。

在正常运行方式下，对不同的电力系统，按功角判据计算的静态稳定储备系数（Kp％）应满足15%~20％，按无功电压判据计算的静态稳定储备系数（Kv％）满足10%~1％。

在事故后运行方式和特殊运行方式下，Kp％不得低于10％，Kv％不得低于8％。

水电厂送出线路或次要输电线路下列情况下允许只按静态稳定储备送电，但应有防止事故扩大的相应措施：

如发生稳定破坏但不影响主系统的稳定运行时，允许只按正常静态稳定储备送电；

在事故后运行方式下，允许只按事故后静态稳定储备送电

在电力系统安全稳定计算分析方面，主要包括，安全稳定计算分析的任务与要求、电力系统静态安全分析、电力系统静态稳定的计算分析、电力系统暂态稳定的计算分析、电力系统动态稳定的计算分析、电力系统电压稳定的计算分析、电力系统再同步的计算分析。

有关术语及定义

A1电力系统的安全性

安全性指电力系统在运行中承受故障扰动（例如突然失去电力系统的元件，或短路故障等）的能力。

通过两个特性表征：

（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;

（2）在新的运行工况下，各种约束条件得到满足。

安全分析分为静态安全分析和动态安全分析。

静态安全分析假设电力系统从事故前的静态直接转移到事故后的另一个静态，不考虑中间的暂态过程，用于检验事故后各种约束条件是否得到满足。

动态安全分析研究电力系统在从事故前的静态过渡到事故后的另一个静态的暂态过程中保持稳定的能力。

A2电力系统稳定性

电力系统受到事故扰动后保持稳定运行的能力。

通常根据动态过程的特征和参与动作的元件及控制系统，将稳定性的研究划分为静态稳定、暂态稳定、小扰动动态稳定、电压稳定及中长期动态稳定。

A2.1静态稳定

是指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。

A2.2暂态稳定

是指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态运行方式的能力。

通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定。

A2.3动态稳定

动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。

动态稳定的过程可能持续数十秒至几分钟。

后者包括锅炉，带负荷调节变压器分接头，负荷自动恢复等更长响应时间的动力系统的调整，又称为长过程动态稳定性。

电压失稳问题有时与长过程动态有关。

与快速励磁系统有关的负阻尼或弱阻尼低频增幅振荡可能出现在正常工况下，系统受到小扰动后的动态过程中，称之为小扰动动态稳定，或系统受到大扰动后的动态过程中，一般可持续发展10～20s后，进一步导致保护动作，使其它元件跳闸，问题进一步恶化。

A2.4电压稳定

电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。

无功功率的分层分区供需平衡是电压稳定的基础。

电压失稳可表现在静态小扰动失稳，暂态大扰动失稳及大扰动动态失稳或长过程失稳。

电压失稳可以发生在正常工况，电压基本正常的情况下，也可能发生在正常工况，母线电压已明显降低的情况下，也可能发生在受扰动以后。

A3N-1原则

正常运行方式下的电力系统中任一元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。

这通常称为N－1原则。

N-1原则用于电力系统静态安全分析（单一元件无故障断开），或动态安全分析（单一元件故障后断开的电力系统稳定性分析）。

当发电厂仅有一回送出线路时，送出线路故障可能导致失去一台以上发电机组，此种情况也按N－1原则考虑。

A4枢纽变电站通常指330kV及以上电压等级的变电站，不包括单回线路供电的330kV及以上终端变电站。

按照国家电力公司颁布的《电业生产事故调查规程》2.2.2.3款释义，对电网安全运行影响重大的220kV枢纽变电站，由其所属电力公司根据电网结构确定。

A5重要负荷（用户）

通常指故障或非正常切除该负荷（用户），将造成重大政治影响和经济损失，或威胁人身安全和造成人员伤亡等。

可根据有关规定和各电力系统具体情况确定。

A6系统间联络线

系统间联络线一般指省电网间或大区电网间的输电线路。

大区电网是几个省电网互联形成的电网。

三、查阅的一些知识

我查阅了一篇题目为《电力系统稳定的定义与分类述评》，发表于2006年的一篇论文。

论文的主要内容为，

IEEE/CIGRE联合工作组于近期给出了新的电力系统稳定定义和分类，该定义和分类与我国《电力系统安全稳定导则》中的电力系统稳定定义和分类并不尽相同。

为深入理解电力系统不同稳定类型的定义、区分不同类型稳定之间的相互关系以及理清国内外两种定义的区别和联系，在介绍和比较国内外电力系统稳定定义和分类的基础上，分析了两种不同定义和分类的依据。

分析内容和结论对于正确识别导致电力系统失稳的主要诱因、分析特定问题时进行合理地简化以及采用恰当的模型和计算方法、安排合理的运行方式、制定提高系统安全稳定水平的控制策略、规划和优化电网结构具有帮助价值。

1）电力系统稳定是一个整体性问题，客观上只有一种稳定或不稳定状态，但依据系统的稳定特性、扰动大小和时间框架的不同，系统失稳可表现为多种不同的形式。

为识别导致电力系统失稳的主要诱因，合理地简化以及选用恰当的元件模型和分析技术，从而安排合理的运行方式、制定提高系统安全稳定水平的控制策略、规划和优化电网结构，IEEE/CIGRE和行标DL755-2001均将电力系统稳定分为功角稳定、频率稳定和电压稳定。

（2）对于功角稳定，IEEE/CIGRE依据扰动大小的不同，对功角稳定分为小干扰功角稳定和大干扰功角稳定，而子类中不再具体细分是由哪种原因导致的稳定问题；

而行标DL755-2001同时考虑稳定物理特性和数学计算方法的不同，将功角稳定细分为静态稳定、小干扰动态稳定、暂态稳定和大干扰动态稳定。

（3）对于电压稳定，IEEE/CIGRE从数学计算方法和稳定预测的角度，将电压稳定分为小干扰电压稳定和大干扰电压稳定。

行标DL755-2001同样从数学计算方法和稳定预测的角度，将电压稳定分为静态电压稳定和大干扰电压稳定，该静态电压稳定与IEEE/CIGRE中的小干扰电压稳定是对应的。

（4）对于频率稳定，IEEE/CIGRE和行标DL755-2001均从系统论的角度定义频