電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法探究

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法探究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法探究 摘要隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提高，人們對電能的需求量在不斷的增加，這就對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，本文就電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法進行探究。 關(guān)鍵詞電力系統(tǒng)；穩(wěn)定性；分析；方法 中圖分類號： F407文獻標識碼：A 一、前言 在電力系統(tǒng)使用的過程中，電壓、電流的穩(wěn)定性對用戶有著重要的影響。不穩(wěn)定的電壓和電流在使用過程中不僅會影響用戶的使用要求，嚴重的情況還會損壞用戶的設(shè)備，造成電力系統(tǒng)的癱瘓，對整個供電系統(tǒng)都有重要的影響。

2、 二、電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定性分析 電網(wǎng)的安全運行是保障整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定的重要條件在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用如果電力系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障，運行失衡那么就會造成整個電力系統(tǒng)癱瘓使大范圍用戶停電不僅影響到了人們的生活與工作更是損害了社會的利益，帶來巨大的損失隨著計算機與電子技術(shù)的普及我們將各種先進技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)的管理中此時在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行中又出現(xiàn)了許多函待解決的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 1、數(shù)據(jù)提供的信息量不足 操作人員在電網(wǎng)運行過程中所獲取的數(shù)據(jù)有數(shù)字仿真數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)各個設(shè)備中的實測數(shù)據(jù)兩個方面獲取的方式是操作人員通過管理信息系統(tǒng)或者地理信息系統(tǒng)等方式，但是在實際工作中操作人員所獲取

3、的數(shù)據(jù)價值不足，很多更有價值的信息并沒有掌握，而這些往往決定著電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定狀況。從電力系統(tǒng)管理人員方面來講，這些隱蔽信息具有較高的參考價值。 2、安全穩(wěn)定性的定量顯示 目前，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的覆蓋率越來越廣運行環(huán)境越來越復(fù)雜.安全裕度也逐漸減小，這給電力系統(tǒng)的管理人員帶來了嚴峻的挑戰(zhàn),所以在當(dāng)前的市場環(huán)境之下管理人員需要不斷探索，淮確無誤的探索系統(tǒng)的失穩(wěn)原因預(yù)測電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。另外管理人員還需要利用更多更有價值的信息來估量與分析電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。 3、安全穩(wěn)定性的評價及控制 在實際工作中，由于電力系統(tǒng)的運行受到各個方面的影響且影響因素非常復(fù)雜,所以管理人員很難將電力系統(tǒng)的失穩(wěn)原因

4、完全預(yù)測，只有通過經(jīng)驗豐富的專家以及更有價值的數(shù)據(jù)采取行之有效的控制措施來保障電力系統(tǒng)的安全運行，而這就給管理人員提出了更高的要求。 三、電力系統(tǒng)穩(wěn)定概述及研究方法和對象 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指在給定的初始運行方式下,一個電力系統(tǒng)受到物理擾動后仍能夠重新獲得運行的平衡點,且在該平衡點大部分系統(tǒng)狀態(tài)量都未越限,從而保持系統(tǒng)完整性的能力。根據(jù)不同的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題及其特點,可采用不同的研究方法。目前對于小干擾下的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究的主要方法如下?？蓪㈦娏ο到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行線性化處理,采用一般用頻域法,即計算電力系統(tǒng)參數(shù)矩陣的特征根和特征向量,可以用來確定靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性,設(shè)計和整定各種提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定

5、性的措施和自動調(diào)節(jié)裝置。 四、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定基本標準 電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是電力系統(tǒng)各項工作中的首要任務(wù)。我國電網(wǎng)在20世紀70、80年代安全穩(wěn)定性破壞事故頻發(fā)，隨著20世紀80年代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則等安全穩(wěn)定標準的制訂和頒布實施，我國加大了對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的分析和管理工作，電網(wǎng)事故率大幅下降。目前，我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定基本標準主要包括：電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則、電網(wǎng)運行準則、電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則(試行)、電力系統(tǒng)無功補償配置技術(shù)原則(試行)、1000kV交流系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則等。這一系列標準主要用于指導(dǎo)我國電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行、科學(xué)試驗中與電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定相關(guān)的工

6、作，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，降低電網(wǎng)事故率。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展、電力相關(guān)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國電網(wǎng)的安全穩(wěn)定特性及控制要求有了較大變化，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定相關(guān)標準提出了新的要求，主要體現(xiàn)在： 1、隨著全國聯(lián)網(wǎng)工程的實施，受端電網(wǎng)直流落點數(shù)量和受電比例逐步加大，受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定問題日益突出；區(qū)域電力交換功率不斷擴大，發(fā)電機組快速自動勵磁調(diào)節(jié)器廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)主要振蕩模式逐漸從單廠模式轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域間振蕩模式，成為制約輸電能力的重要因素。我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定相關(guān)標準中雖然已經(jīng)給出了電壓穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定的定義和分析等相關(guān)內(nèi)容，但還缺少量化性指標，使得在電網(wǎng)規(guī)劃和運行控制時難以操作執(zhí)行。 2、條例是我國第

7、1部專門規(guī)范電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理的行政法規(guī)，在事故等級、事故報告、事故調(diào)查、事故處理、法律責(zé)任等方面作了具體的規(guī)定。條例和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定相關(guān)標準的出發(fā)點是一致的，均旨在保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和供電的可靠性，但在具體條款中存在不協(xié)調(diào)之處。按照我國現(xiàn)行安全穩(wěn)定標準，系統(tǒng)受到嚴重的故障擾動，必要時允許采取切機和切負荷等措施。由于條例頒布時間較晚，現(xiàn)行安全穩(wěn)定標準均未考慮條例的約束，允許的切負荷量可能達到條例規(guī)定的事故等級標準，不利于安全穩(wěn)定措施的制定和落實，也可能影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和輸電通道能力的發(fā)揮。根據(jù)我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性及控制要求的變化情況。 五、電壓穩(wěn)定問題的分析方法

8、1、靜態(tài)穩(wěn)定分析方法 潮流方程和擴展的潮流方程是靜態(tài)分析方法的基本立足點。靜態(tài)分析方法一般是將潮流方程的臨界解作為電壓穩(wěn)定的極限判定。其主要有：潮流多解法、連續(xù)潮流多解法、最大功率法以及奇異值分解法等。 （一）潮流多解法 電力系統(tǒng)的潮流方程是一組非線性方程組，通過對潮流方程解的研究判斷電壓的穩(wěn)定性。一個n節(jié)點系統(tǒng)的解最多可能有2n-1個解，并且都是成對出現(xiàn)，其中一個為高值解是穩(wěn)定解，一個為低值解為不穩(wěn)定解。隨著系統(tǒng)負荷水平的增加，潮流界的個數(shù)將成對減少。當(dāng)系統(tǒng)達到靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限時，潮流解就只剩下一對解，若此時發(fā)生擾動，則高值解向低值解轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)發(fā)生電壓崩潰。從而可利用潮流界的個數(shù)來估計系統(tǒng)接

9、近臨界點的程度。 （二）連續(xù)潮流多解法 連續(xù)潮流法是通過增加一個方程來改善潮流計算在系統(tǒng)接近電壓崩潰點時的不收斂性。連續(xù)潮流不僅能求出靜態(tài)電壓穩(wěn)定的臨界點，而且能描述電壓隨負荷增加的變化過程，繪制出P-V曲線，同時考慮各元件的動態(tài)響應(yīng)。 （三）最大功率法 最大功率法將網(wǎng)絡(luò)傳輸極限功率時的運行狀態(tài)作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定的極限狀態(tài)。如果系統(tǒng)的功率無法平衡，即不存在穩(wěn)定的平衡點，那么就認為系統(tǒng)會發(fā)生電壓失穩(wěn)?？梢圆捎糜泄β首畲笾祷驘o功功率最大值作為臨界電壓。此方法是基于P-U或Q-U曲線定義電壓穩(wěn)定的方法，曲線的頂點即為最大功率。 （四）奇異值分解法 奇異值分解（特征值分析）法把潮流雅可比矩陣的最小奇異

10、值作為電壓穩(wěn)定的指標，用來反映當(dāng)前工作狀態(tài)接近臨界工作狀態(tài)的程度。電壓穩(wěn)定臨界點，從物理上是系統(tǒng)到達最大功率傳輸點，而從數(shù)學(xué)角度上就是系統(tǒng)潮流方程雅可比矩陣奇異的點。當(dāng)系統(tǒng)的負荷接近其極限狀態(tài)時，潮流雅可比矩陣接近奇異，因此，最小奇異值映射出雅可比矩陣奇異程度。 2、動態(tài)分析方法 動態(tài)分析方法考慮了發(fā)電機、有載調(diào)壓變壓器、電動機勵磁系統(tǒng)、負荷等元件的動態(tài)特性，可以用一組微分方程、差分方程和代數(shù)方程組（DDAE）來描述。通過對系統(tǒng)進行長時間動態(tài)仿真分析可以有效研究電壓失穩(wěn)或崩潰機理、過程。動態(tài)電壓穩(wěn)定根據(jù)擾動的大小分為小擾動穩(wěn)定和大擾動穩(wěn)定。 結(jié)束語 綜上所述，在電力系統(tǒng)運行的過程中，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅和