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电力系统静态稳定

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高等电力系统分析-课后习题

/ 《高等电力系统分析》 课后习题 第一部分:电力网络方程 对于一个简单的电力网络,计算机实现节点导纳矩阵 节点导纳矩阵的修改方法。 编制LDU分解以及因子表求解线性方程组 消元,回代。 > 试对网络进行等值计算。 多级电网参数的标么值归算,主要元件的等值电路。 第二部分:潮流计算 简单闭式网络潮流的手算方法步骤 第三部分:短路计算 对称分量法简单不对称故障边界条件计算,复合序网的形成。 第四部分:同步机方程 派克变换 ; 同步电机三相短路的物理过程分析 第五部分:电力系统稳定概述 什么是电力系统的稳定问题什么是功角稳定和电压稳定 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性,如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求,系统就是稳定的,否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。 电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力,它与系统的电源配置,网络结构,运行方式及负荷特性等因素有关,带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。 电力系统送端和受端稳定的特点是什么 送端指电源,其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力,即功角稳定。 { 受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件,其无功功率与电压的平方成正比,电压下降时,其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。 常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些各有什么特点 常用仿真程序: 1.PSASP中国电科院(PSCAD属于系统级仿真软件) 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 5.? https://www.doczj.com/doc/339391594.html,OMAC德国西门子公司 7.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件)

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一、实验目的 1.了解和掌握对称稳定情况下,输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围; 2.了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件;不对称度运行参数的影响;不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析,除了包含许多理论概念之外,还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路,在典型运行方式下,用相对值表示的电压损耗,电压降落等的数值范围,是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此,除了通过结合实际的问题,让学生掌握此类“数值概念”外,实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟,当然,它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小,可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机,虽然其参数不能与大型发电机相似,但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节,也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟,其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的,因此,它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量,实验台设置了测量系统,以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。为了测量发电机转子与系统的相对位置角(功率角),在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外,台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

电力系统静态稳定

活跃的研究领域 一、实验目的 1.了解和掌握对称稳定情况下,输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围;2.了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件;不对称度运行参数的影响;不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析,除了包含许多理论概念之外,还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路,在典型运行方式下,用相对值表示的电压损耗,电压降落等的数值范围,是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此,除了通过结合实际的问题,让学生掌握此类“数值概念”外,实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟,当然,它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小,可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机,虽然其参数不能与大型发电机相似,但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节,也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟,其电抗值满足相

活跃的研究领域 似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的,因此,它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量,实验台设置了测量系统,以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。为了测量发电机转子与系统的相对位置角(功率角),在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外,台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1.单回路稳态对称运行实验 在本章实验中,原动机采用手动模拟方式开机,励磁采用手动励磁方式,然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率,使输电系统处于不同的运行状态(输送功率的大小,线路首、末端电压的差别等),观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值,计算、分析、比较运行状态不同时,运行参数变化的特点及数值范围,为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向(根据沿线电压大小比较判断)等。 2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作,只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1

Power System Contingency Analysis电力系统静态安全分析

Power System Contingency Analysis: A Study of Nigeria’s 330KV Transmission Grid Nnonyelu, Chibuzo Joseph Department of Electrical Engineering University of Nigeria, Nsukka chibuzo.nnonyelu@https://www.doczj.com/doc/339391594.html,.ng Prof. Theophilus C. Madueme Department of Electrical Engineering University of Nigeria, Nsukka Abstracts As new sources of power are added to the Nigeria’s power system, an over-riding factor in the operation of the power system is the desire to maintain security and expectable reliability level in all sectors –generation, transmission, and distribution. System security can be assessed using contingency analysis. In this paper, contingency analysis and reliability evaluation of Nigeria power system will be performed using the load flow method. The result of this analysis will be used to determine the security level of the Nigeria power system and suggestions will also be made on the level of protection to be applied on the Nigeria power system with aim of improving system security. Keywords: Contingency Analysis, Contingency, Power System Security, Overload Index 1.INTRODUCTION Power system protection is an important factor of consideration in all sectors of a power system during both planning and operation stages. This is because any loss of component leads to transient instability of the system and can be checked immediately by the help of protective devices put in place. As we propose and source new sources of power in order to meet up the Nigeria energy demand, it is important to access the security level of the existing grid in order to devise a more defensive approach of operation. Currently, the Transmission Company of Nigeria (TCM), projected to have the capacity to deliver about 12,500 MW in 2013, has the capacity of delivering 4800 MW of electricity. Nigeria has a generating capacity of 5,228 MW but with peak production of 4500 MW against a peak demand forecast of 10,200MW. This shows that if the generation sector is to run at full production, the transmission grid will not have the capacity to handle the produced power reliably [7]. This goes a long way to tell that the 330 KV transmission system is not running effectively as expected. Therefore to maintain and ensure a secure operation of this delicate system, the need for contingency analysis cannot be over emphasized. Contingencies are defined as potentially harmful disturbances that occur during the steady state operation of a power system [1] Contingencies can lead to some abnormalities such as over voltage at some buses, over loading on the lines, which if are unchecked, can lead to total system collapse. Power system engineers use contingency analysis to predict the effect of any component failure. Periodically, maintenance operation are carried out on generating units or transmission lines. During this, a unit is taken offline for servicing. The effect of this forced outage on other parts of the system can be observed using contingency analysis.

电力系统静态稳定

第十章 电力系统静态稳定 一 例题 例10-1 如图10-7示出一简单电力系统,并给出了发电机(隐极机)的同步电抗、变压器电抗和线路电抗标幺值(均以发电机额定功率为基准值)。无限大系统母线电压为1∠0°。如果在发电机端电压为1.05时发电机向系统输送功率为0.8,试计算此时系统的静态稳定储备系数。 解 此系统的静稳定极限即对应的功率极限为 q d E X ∑ u= 11.3 q E ? 下面计算空载电势q E 。 (1)计算UG 的相角0G σ 电磁功率表达式为 E p =001 1.05 sin sin 0.80.3 G G G T L UU X X σσ?==+ 求得 0G σ=13.21o (2)计算电流

? (3)计算q E 例10-2 简单系统如图10-10所示,试考察此系统的稳定性.A点所接负荷当电压为1.0时的容量为0.5MVA,功率因数为0.8(参数折算到同一基准值). 图10-10 系统接线图 解系统等效网络如图10-11所示. 根据已知条件计算参数

A 点电压为 A U == 1.128= 二 习题 1. 何为电力系统静态稳定性?

2.简单电力系统静态稳定的实用判据是什么? 3.何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数? 4.如何用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性? 5.提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些? 6. 简单电力系统如图10-4所示,各元件参数如下:(1)发电机G,PN=250MW, cosφN=0.85,UN=10.5KV,Xd=1.0Ω,Xq=0.65Ω,Xd’=0.23Ω;(2)变压器T1,SN=300MVA,uk%=15,KT1=10.5/242;(3)变压器T2,SN=300MVA,uk%=15,KT2=220/121。(4)线路,l=250km,UN=220KV,X1=0.42Ω/km;(5)运行初始状态为U0=115KV,P[0]=220 MW, cosφ[0]=0.98。 (1)如发电机无励磁调节,Eq=Eq[0]=常数,试求功角特性PEq(δ),功率极 限PEqm,δEqm,并求此时的静态稳定储备系数Kp%;(2)如计及发电机励磁调节,Eq’=Eq’(0)=常数,试作同样内容计算。 图10-4 简单系统图 [答案:(1)Eq为常数时, PEq=1.16sinδ+0.085sin2δ, δm=82.35°,PEqm=1.172,Kp=33.18%;(2) Eq’为常数时, PEq’=1.58sinδ-0.21sin2δ, δm=103.77°, PE‘qm=1.63,Kp=84.9%;] 7. 简单电力系统的元件参数及运行条件与题6相同,但须计及输电线路的电阻,r1=0.07Ω/km.试计算功率特性PEq(δ),功率极限PEqm和δEqm。 [答案:取Sn=220MVA, PEq(δ)=0.0636+1.2sin(δ-1.13°); PEqm=1.264; δEqm=90.13°] 8 最简单电力系统有如下的参变量: Xd=Xq=0.982,Xd’=0.344,X1=0.504 Xd∑=Xq∑=1.486, X‘d∑=0.848 TJ=7.5s,Td’=2.85s,Te=2s Pe(0)=1.0,Eq(0)=1.972, δ0=49°,U=1.0

电力系统静态稳定性

9 电力系统静态稳定性 9. 1 习题 1)什么是电力系统稳定性?如何分类? 2)发电机转子d轴之间的相对空间角度与发电机电势之间的相对角度是什么关系?这角度的名称是什么? 3)发电机转子运动方程表示的是什么量与什么量的关系?该方程有几种表示形式?写出时间用秒、角度用弧、速度用弧/秒、功率偏差?P用标幺值表示,及时间、角度用弧,速度、功率偏差?P用标幺值表示的转子转动方程。 4)发电机惯性时间常数的的物理意义是什么?如何计算? 5)什么是发电机的功角特性?以E q 表示的凸极机和隐极机功角特性是否相同?以E q '表示 的凸极机和隐极机功角特性是否相同?如何用简化方法表示功角特性? 6)多机系统功角特性是否可表示两机系统的功角特性?是否能表示成单机对无限大系统的功角特性? 7)什么是异步电动机的转差?异步电动机的转矩和转差有何关系?什么是异步电动机的临界转差? 8)什么是电力系统的负荷电压静特性? 9)具有副励磁机的直流励磁机励磁系统各部分的功用是什么?励磁系统的方程由几部分方程组成? 10)正常运行时发电机转子受什么转矩作用?转速是多少?功率偏差?P 是多少?出现正功率偏差转子如何转?出现负功率偏差转子如何转? 11)为什么稳定运行点一定是功角特性曲线和机械功率P T 直线相交点? 12)发电机额定功率P N ,输入机械功率P T ,功率极限P Eq max ? 是什么关系? 13)什么是电力系统静态稳定性?电力系统静态稳定的实用判据是什么? 14)为什么要有统静态稳定储备?静态稳定储备的多少如何衡量?正常运行时应当留多少储备? 15)已知单机无限大供电系统的系统母线电压、发电机送到系统的功率P+jQ、发电机到系统的总电抗X∑。试说明如何计算空载发电机电势、功率极限、静态稳定储备系?

简单电力系统暂态稳定性计算与仿真

中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目简单电力系统暂态稳定性计算与仿真 学生姓名李妞妞 指导老师 学院中南大学继续教育学院 专业班级电气工程及其自动化2014专升本 完成时间2016年5月1日

毕业论文(设计)任务书 函授站(点): 江西应用工程职业学院继续教育分院专业: 电气工程及其自动化 注:本任务书由指导教师填写并经审查后,一份由学生装订在毕业设计(论文)的封面之后,原件存函授站。

毕业设计(论文)成绩单

摘要 随着电力工业的迅速发展,电力系统的规模日益庞大和复杂,出现的各种故障,会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁,并有可能导致电力系统事故的扩大,从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,迫切要求运用电力仿真来解决这些问题,依据电网用电供电系统电路模型要求,因此,论文利用MATLAB 的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型,能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台,通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型,设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。 本文做的主要工作有: (1)Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 (2)系统故障仿真测试分析 通过实例说明,若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中,快速实现故障的自动诊断、检测,对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。 关键词:电力系统;暂态稳定;MATLAB;单机—无穷大;

提高电力系统静态稳定性的几种措施分析

提高电力系统静态稳定性的几种措施分析 提高电力系统静态稳定性的几种措施分析 摘要:随着电网的不断发展和扩大,电力系统的稳定性问题也逐步得到重视。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了分析。 关键词:电力系统;静态稳定性;措施 稳定性破坏是电网中最为严重的事故之一,大电力系统的稳定破坏事故,往往引起大面积停电,给国民经济造成重大损失。因此,为了保证电力系统运行的安全性,在系统规划、设计和运行过程中都需要稳定性分析。当稳定性不满足规定要求,或者需要进一步提高系统的传输能力时,还需要研究和采取相应的提高稳定措施。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了以下分析。 1 发电机装设自动调节励磁装置 电力系统静态稳定性的研究表明,发电机可能输送的功率极限越高则静态稳定性越高。要增加功率极限,应减少发电机与系统之间的联系,即缩短“电气距离”。而发电机如果装设先进的调节器按运行参数的变化调节励磁就有可能维持发电机端电压为常数,其结果等值于将发电机的电抗减少为零,从而缩短了发电机与系统间的“电气距离”,提高系统的静态稳定性。此外,由于装设自动调节励磁装置价格低廉,效果显著,几乎所有发电机都装设了自动调节励磁装置。 2 降低元件电抗 系统中的电抗有发电机的电抗,变压器的电抗和线路的电抗。发电机装设自动调节励磁装置,可起到减少发电机电抗的作用。变压器的电抗在系统总电抗中所占的比重不大,在选用时可尽量选用电抗较小的变压器即可。而线路电抗在电力系统中所占的比例较大,特别是远距离输电线路所占比重更大,因此这里有实际意义的就是减少线路电抗。具体做法有以下几种。 (1)采用分裂导线系统中输电线采用分裂导线主要目的是为了避免电晕引起的功率损耗和对无线通讯产生干扰,同时,分裂导线也

电力系统的静态和暂态稳定性

电力系统的静态和暂态稳定性 电力系统的静态稳定性是研究电力系统在某一运行方式下,遭受微小扰动时的稳定性问题。对于瞬时性和永久性干扰都能回到或接近原始状态,则电力系统是静态稳定的。静态不稳定的现象可以是同步发电机的非周期性失步(或称滑行失步,缺乏足够的同步力矩引起;或是缺乏足够的阻尼产生振荡失步)或同步发电机间自发不断增大的振荡。 电力系统暂态稳定性是电力系统在一个特定的大干扰下,能恢复到原始或接近原始运行方式,并保持同步发电机同步运行能力。大干扰一般指短路故障,一般假定这些故障出现在线路上,也可以考虑发生在变压器或母线上。在发生这些故障后,可以借断路器故障开关元件来消除故障。 电力系统稳定分为三个电量的稳定:电压稳定、频率稳定、功角稳定。 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定,其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。 功角稳定又分为三种:静态稳定、暂态稳定和动态稳定。 静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性; 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1-2个周波的稳定性; 动态稳定是小扰动后或者是大扰动1-2周波后的,并且采取技术措施后的稳定性,也就是PSS研究的稳定性。 提高暂态稳定性有两种方法 1、减小加速面积:加快故障切除时间 2、增大减速面积:提高励磁电压响应比;提高强励电压倍数,使故障切除后的发电机内电势Eq迅速上升,增加功率输出,以达到增加减速面积的目的。 动态稳定性: 当发电机与系统的外接电抗较小,并且发电机的输出功率较低时,系数K5为正,这时A VR 的作用是引入了一个负的同步转矩和一个正的阻尼转矩,有利于动态稳定; 当发电机与系统的外接电抗较大,并且发电机的输出功率较高时,系数K5为负,这时A VR 的作用是引入了一个正的同步转矩和一个负的阻尼转矩不利于动态稳定;

电力系统静态稳定实验

姓名:郑疆 学号:2013141441114 班级:107 学院:电气信息学院

系统静态稳定实验 一、实验目的 1.了解和掌握对称稳定情况下,输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围; 2.了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件;不对称度运行参数的影响;不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析,除了包含许多理论概念之外,还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路,在典型运行方式下,用相对值表示的电压损耗,电压降落等的数值范围,是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此,除了通过结合实际的问题,让学生掌握此类“数值概念”外,实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟,当然,它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小,可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机,虽然其参数不能与大型发电机相似,但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节,也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟,其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的,因此,它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量,实验台设置了测量系统,以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。为了测量发电机转子与系统的相对位置角(功率角),在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外,台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1.单回路稳态对称运行实验 在本章实验中,原动机采用手动模拟方式开机,励磁采用手动励磁方式,然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率,使输电系统处于不同的运行状态(输送功率的大小,线路首、末端电压的差别等),观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值,计算、分析、比较运行状态不同时,运行参数变化的特点及数值范围,为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向(根据沿线电压大小比较判断)等。 2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作,只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1

第0章作业答案电力系统的静态稳定性(已修订)

1 第十章 电力系统的静态稳定性 10-1电力系统静态稳定,是指电力系统在某一运行状态下受到某种小干扰后,系统能够自动回复到原来运行状态的能力。 10-2对于简单电力系统,若功角δ在0090~0范围内,电力系统可以保持静态稳定运行;而090>δ时,电力系统不能保持静态运行。从而可以得出电力系统静态稳定的实用判据为 0>=δd dP S Eq Eq 10-3电力系统静态稳定储备系数为 0P P P K m P -= 电力系统静态稳定整步功率系数为 δd dP S Eq Eq = 10-4用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定步骤为: (1)根据发电机转子运动方程写出状态方程 (2)写出小干扰下的运动方程 (3)将运动方程线性化 (4)写出线性化后的运动方程的特征方程 (5)求出特征方程的特征根 (6)根据特征根分析静态稳定性 10-5提高电力系统静态稳定性的措施有: (1)采用自动调节励磁装置 (2)减小元件的电抗 (3)采用串联电容器 (4)改善系统结构和采用中间补偿设备 10-8电力系统参数标幺值如下:373.02X ,14.0X ,169.0X ,12.1X 1T2T1d ==== 运行参数0.1V C =,发电机向受端输送功率为98.0cos ,8.0P 00=Φ=。试计算q E 常数时,此系统静态稳定功率极限及静态稳定储备系数。

核心提示: 1)根据给定的末端电压和功率,计算发电机(首段)的内电势; 2)计算发电机的电磁功率特性和静态稳定储备系数; 解:作出系统等值电路如下所示: 1)由于线路参数: 1.802 2 X X X X X1 T2 T1 d d = + + + = ∑ 2)末端电压 98 .0 cos ,8.0 P, 0.1 V C = Φ = ∠ = 得: 00 Q P tan(arccos0.98)0.162 == 线路损耗: 00d C 0d0 C P R Q X00.1621.802 V0.292 V1.0 P X Q R0.81.8020 V1.442 V1.0 δ ∑ ∑ ++? ?=== +?- === 3) 22 0d0d q C C C 22 Q X P X E(V)() V V 0.162 1.8020.8 1.802 (1)() 11 1.936 ∑∑ =++ ?? =++ = 因此静态稳定功率极限为: q C m d E V1.9361 P1.074 X 1.802 ∑ ? === 静态稳定储备系数为: 隐极机 T1 T2 Vc=1 Po

城市电网静态安全分析实用化研究毕业论文

城市电网静态安全分析实用化研究毕业论文 目录 摘要 .................................................................... I ABSTRACT ............................................................... II 前言 .................................................................. III 第一章绪论 . (1) 1.1 课题研究的目的和意义 (1) 1.2 城市电网安全分析的研究进展 (2) 1.3 本文研究的主要容及技术路线 (3) 1.3.1 主要容 (3) 1.3.2 技术路线 (4) 第二章城市电网 (5) 2.1 城市电网的特点 (5) 2.1.1 大型受端电网 (5) 2.1.2 城市发展的不确定性 (6) 2.1.3 用户供电可靠率不高,不适应现代城市经济、居民用电需求 (6) 2.2 电力系统安全稳定性 (6) 2.2.1 电力系统稳定性分类 (7) 2.2.2 电力系统稳定计算 (8) 2.3 城市电网静态安全分析的基本知识 (8) 2.3.1 静态安全分析概述 (9) 2.3.2 静态安全分析理论算法简介 (10) 2.3.3 城市电网静态安全分析的特殊性 (11)

2.5 本章小结 (13) 第三章城市电网静态安全潮流计算及网络接线分析 (14) 3.1 潮流分析概述及基本原理 (14) 3.2 潮流计算 (15) 3.2.1 牛顿法潮流计算 (15) 3.2.2 直流法潮流计算 (21) 3.3 网络接线分析基本知识 (26) 3.3.1 城市电网网络接线的基本情况 (26) 3.3.2 网络接线的实时变化 (28) 3.3.3 网络接线分析的基本步骤 (28) 3.3.4 网络接线形成步骤 (29) 3.5 本章小结 (31) 第四章基于年最大负荷预测的静态安全分析方法 (32) 4.1 电力负荷预测基本知识 (32) 4.1.1 基本概念 (32) 4.2 年最大负荷预测概述 (33) 4.2.1 问题的提出 (33) 4.2.2 数据的预处理 (34) 4.2.3 年最大负荷与年电量的关系 (34) 4.3 年最大负荷预测模型 (37) 4.3.1 模型 (37) 4.3.2 负荷特性曲线库 (38) 4.3.3 变电站(站变压器)的预测最大负荷 (39) 4.4 负荷预测中的影响因素分析 (39) 4.4.1 经济因素 (40) 4.4.2 时间因素 (40)

第10章作业答案电力系统的静态稳定性(已修订)

第十章 电力系统的静态稳定性 10-1 电力系统静态稳定,是指电力系统在某一运行状态下受到某种小干扰后,系统能够自动回复到原来运行状态的能力。 10-2 对于简单电力系统,若功角δ在0090~0范围内,电力系统可以保持静态稳定运行;而090>δ时,电力系统不能保持静态运行。从而可以得出电力系统静态稳定的实用判据为 0>=δd dP S Eq Eq 10-3 电力系统静态稳定储备系数为 00P P P K m P -= 电力系统静态稳定整步功率系数为 δd dP S Eq Eq = 10-4 用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定步骤为: (1)根据发电机转子运动方程写出状态方程 (2)写出小干扰下的运动方程 (3)将运动方程线性化 (4)写出线性化后的运动方程的特征方程 (5)求出特征方程的特征根 (6)根据特征根分析静态稳定性 10-5 提高电力系统静态稳定性的措施有: (1)采用自动调节励磁装置 (2)减小元件的电抗 (3)采用串联电容器 (4)改善系统结构和采用中间补偿设备 10-8 电力系统参数标幺值如下:373.02X ,14.0X ,169.0X ,12.1X 1T2T1d ==== 运行参数0.1V C =,发电机向受端输送功率为98.0cos ,8.0P 00=Φ=。试计算q E 常数时,此系统静态稳定功率极限及静态稳定储备系数。

核心提示: 1)根据给定的末端电压和功率,计算发电机(首段)的内电势; 2)计算发电机的电磁功率特性和静态稳定储备系数; 解:作出系统等值电路如下所示: 1)由于线路参数: 1.8022 X X X X X 1T2T1d d =+ ++=∑ 2)末端电压 98.0cos ,8.0P ,00.1V 000C =Φ=∠= 得: 00Q P tan(arccos0.98)0.162== 线路损耗: 00d C 0d 0C P R Q X 00.1621.802V 0.292V 1.0 P X Q R 0.81.8020V 1.442V 1.0 δ∑∑++??===+?-=== 3) q E 1.936 === 因此静态稳定功率极限为: q C m d E V 1.9361P 1.074X 1.802 ∑?=== 静态稳定储备系数为:

静态暂态动态稳定的概念

1.什么叫电力系统静态稳定、暂态稳定和动态稳定 (1)电力系统静态稳定:是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性的失步,自动恢复到起始运行状态的能力。 (2)电力系统暂态稳定:指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢得到原来稳定运行状态的能力,通常指第一或第二摆不失步。 (3)电力系统动态稳定:是指系统受到干扰后,不发生振幅不断增大的振荡而失步。 2.提高系统稳定的基本措施 1)加强网架结构; 2)提高系统稳定的控制和采用保护装置。 (1)加强电网网架,提高系统稳定。线路输送功率能力与线路两端电压之积成正比,而与线路阻抗成反比。减少线路电抗和维持电压,可提高系统稳定性。增加输电线回路数、采用紧凑型线路都可减少线路阻抗。在线路上装设串联电容是一种有效的减少线路阻抗的方法,比增加线路回路数要经济。串连电容的容抗占线路电抗的百分数称为补偿度,一般在50%左右,过高将容易引起次同步振荡。在长线路中间装设静止无功补偿装置(SVC),能有效地保持线路中间电压水平(相当于长线路变成两段短线路),并快速调整系统无功,是提高系统稳定性的重要手段。 (2)电力系统稳定控制和保护装置。提高电力系统稳定性的控制可包括两个方面:①失去稳定前,采取措施提高系统的稳定性;②失去稳定

后,采取措施重新恢复新的稳定运行。 几种主要的稳定控制措施: a:发电机励磁系统及控制。发电机励磁系统是电力系统正常运行必不可少的重要设备,同时,在故障状态能快速调节发电机机端电压,促进电压、电磁功率摆动的快速平息。因此,充分发挥其改善系统稳定的潜力是提高系统稳定性最经济的措施,国外得到普遍重视。常规励磁系统采用PID调节并附加电力系统稳定器(PSS),既可提高静态稳定又可阻尼低频振荡,提高动态稳定性。目前国外较多的是采用快速高顶值可控硅励磁系统,配以高放大倍数调节器和PSS装置,这样可同时提高静态、暂态和动态3种稳定性。 b: 电气制动及其控制装置。在系统发生故障瞬间,送端发电机输出电磁功率下降,而原动机功率不变,产生过剩功率,使发电机与系统间的功角加大,如不采取措施,发电机将失步。在短路瞬间投入与发电机并联的制动电阻,吸收剩余功率(即电气制动),是一种有效的提高暂态稳定的措施。 C: 快关汽门及其控制。在系统发生故障时,另一项减少功率不平衡的措施是快关汽门,以减少发电机输入功率。用控制汽轮机的中间阀门实现快关汽门可有效提高暂态稳定性。但是,它的实现要解决比较复杂的技术问题,是否采用快关措施要进行研究和比较。 D:在送端切机,同时在受端切负荷来提高整个系统的稳定性,以保证绝大多数用户的连续供电。 E:继电保护及重合闸装置。是提高电力系统暂态稳定的重要的有效

电力系统静态安全分析基本理论

电力系统静态安全分析基本理论 陆 60年代以来,由于欧美各国的一些电力系统多次发生大面积停电事故,在经济上造成了巨大损失,各国对于电力系统的安全性分析,开始给予足够的重视。 1 概述 随着电力系统总容量的不断增加、网络结构不断扩大,致使系统出现故障的可能性也日趋增加。在互联系统中,机组或线路故障,往往会导致各种不同严重的后果,最终导致用户供电中断。 对安全的广义解释是保持不间断的供电,亦即不失去负荷。进行系统的安全分析,其主要目的在于提高系统的安全性,而提高系统的安全性,则必须从系统规划、系统调度操作以及系统维修计划等方面作统一而全面的考虑,并最终将集中体现在系统的运行条件上。 一般来说,电力系统如果在数量上和质量上,都满足了用户的要求,就可以认为系统处于正常的运行状态。具体来说,处于正常运行的电力系统,必须同时满足两类条件: ①等式约束条件。 系统中各节点的有功、无功功率的供需必须平衡,即 i Gi Li i Gi Li P P P Q Q Q =-=- (1) 式中,i P 、i Q 分别为节点i 的有功、无功注入功率;下角标G 和L 分别表示发电机和负荷。也可以写成: ()0g x = (2) 式中,x 为系统运行的状态变量。 ②不等式约束条件 在具有合格电能质量的条件下,有关设备的运行状态应处于其运行限值以内,即没有过负荷。即 min max min max min max i i i k k k k k k U U U P P P Q Q Q ≤≤≤≤≤≤ (3)

式中,i U 为节点i 的电压模值;k P 为支路k 的有功潮流;k Q 为支路k 的无功潮流。 也可以写成: ()0h x (4) 在考虑预想事故集的情况下,根据系统对以上两类约束条件的满足情况,可将电力系统分为四种运行状态:①安全正常状态;②不安全正常状态;③紧急状态;④恢复状态。 从电力系统运行角度看,处于正常状态的系统当发生故障后,系统可能仍然处于安全状态。由于网络结构的变化,电力系统也可能出现输电线路过负载、电压数值越限、系统出现失去稳定性等情况。因此,对于正常状态的电力系统,又可分为安全正常状态与不安全正常状态。 已处于正常状态的电力系统,在承受一个合理的预想事故集的扰动之后,如果仍不违反等约束及不等约束,则该系统处于安全正常状态。如果运行在正常状态下的电力系统,在承受规定预想事故集的扰动过程中,只要有一个预想事故使得系统不满足运行不等式约束条件,就称该系统处于不安全正常状态。使系统从不安全正常状态转变到安全正常状态的控制手段,即预防控制。 电力系统安全分析就是应用预想事故分析的方法来预见知道系统是否存在隐患,即处于不安全正常状态,采取相应的措施使之恢复到安全正常状态。静态安全分析是用来判断在发生预想事故后系统是否会发生过负荷或电压越限。而暂态安全分析是用来判断系统是否会失稳的。 图1 电力系统运行状态分类及其转化过程 对于运行在只满足等式约束条件,但不满足不等式的状态,称为紧急状态。紧急状态又可以分成两类:①持久性的紧急状态:没有失去稳定性质,可通过校正控制使之回到安全状态。②稳定性的紧急状态:可能失去稳定的紧急状态。可以通过紧急控制使系统回到恢复状态。紧急控制一般包括甩负荷,切机,解列控制。系统经紧急控制后回到恢复状态,此时系统可能不满足等式约束,而满足不等式约束,或一部分满足约束,另一部分不满足。对处于恢复状态的系统,一般通过恢复控制使之进入正常状态。恢复控制一般有启动备用机组,重新并列系统等。 2 静态安全分析方法

电力系统电压稳定性及其评估概述

电力系统电压稳定性及其评估概述 姓名:任志航学号:2013141493131 随着近年来大电网、高电压、超高压的不断发展,巨量的电能需要通过长距离的高压输电线送到负荷中心,电力系统面临的压力越来越大,很多电力系统不得不运行在其稳定极限附近,事故风险率极高。因此,电力系统电压稳定性的评估显得尤为重要,是电力系统可靠运行的重中之重。 电力系统电压稳定性是指在给定的一个初始运行条件下,受到扰动后电力系统中所有母线维持原电压稳定或在允许范围内达到新的稳定电压的能力。电压稳定分为小干扰稳定和暂态稳定。小干扰电压稳定是指电力系统受诸如负荷增加等小扰动后,系统所有母线维持原电压稳定的能力。大扰动电压稳定是指电力系统遭受大干扰如系统故障,失去负荷,失去发电机或线路之后,系统不发生电压崩溃的能力,包括暂态稳定和中长期稳定。而运行着的电力系统在遭受干扰后的几秒或几分钟内,系统中一些母线电压可能经历大幅度、持续性的降低,从而使得系统的完整性遭到破坏,功率不能正常地传给用户。这种情况称为系统电压不稳定。 电压不稳定最严重的后果是导致电压崩溃。电压崩溃是指系统发生一系列事故后导致一些母线电压持续降低,而功角稳定性有可能并没有破坏的迹象,从而很难预先察觉。电压崩溃会导致大量负荷的丢失,严重时会造成系统解列。举个例子,当负荷大幅度上涨后,系统的无功补偿能力严重不足,调度在全网电压下降过程中未能果断切除部分负荷;当系统无功功率供应不足时,如果继续保持负荷侧的电压水平,势必造成上一级电网电压下降,严重时会拖垮高压电网电压,进而发展为电压崩溃。电压崩溃事故是电力系统中发生的灾难性事故,通常会造成巨额直接经济损失以及长期大面积停电,危害性高,造成的经济损失也大。 从电力系统电压稳定性的物理本质上定义,电压稳定指当系统向负荷提供的功率随着电流的增加而增加时,系统处于电压稳定状态;反之,系统处于电压不稳定状态。电压崩溃指当系统处于电压不稳定状态,负荷仍持续地试图通过加大电流以获得更大的功率(有功或无功),则会发生电压崩溃。当系统处于电压不稳定状态,此时系统向负荷提供的功率已不可能随着电流的增加而增加,而负荷会试图通过加大电流以获得更大功率。这可以从两个方面去说明:一方面以空调负荷为例,当气温上升或电压降低或整定温度被调低时,空调会加大开机时间与停机时间的比值,其群体效应就是加大所在负荷节点的电流;另一方面当系统处于电压不稳定状态时,人们会痛感当下用电器具或设备太不如意,此时他们会加开用电器具或设备,或调高现行用电具、设备的档次或改变其整定值,这些行为都会加大它们所在负荷节点的电流。如果负荷仍持续地试图通过加大电流以获得更大的功率(有功或无功),就会发生一个正反馈式的恶性循环,最终导致电压崩溃。 静态研究认为电压失稳机理是负荷超过了网络的最大传输极限,从而造成潮流方程无解。但随着对电压稳定研究的进一步深入,人们开始用非线性动力学系统的理论知识来解释电压失稳的机理。因此,T.VanCustem提出:电压失稳产生于负荷动态地恢复其自身功率消耗的能力超出了传输网络和发电机系统所能达到的最大极限。把电压稳定问题仅当作静态问题的观念是不周全的;负荷是电压失稳的根源,因此,电压失稳这一现象也可称为负荷失稳,但负荷并不是电压失稳中唯一的角色;发电机不应视为理想的电压源,其模型(包括控制器)的准确性对准确的电压稳定分析十分重要。 电力系统电压稳定研究方法按研究中采用的模型来划分,电压稳定研究方法可分为两大类,一类是基于潮流方程的静态电压稳定研究,另一类是基于微分方程的动态电压稳定研究。 一、基于潮流方程的静态电压稳定性研究,静态电压稳定分析中所采用的方法,都不计及各类元件的动态特性,而是基于潮流方程或经过修改的潮流方程,在当前运行点处线性化后进行计算分析,本质上都把电力网络的潮流极限作为电压静态稳定的临界点,其中各类方

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