电力系统稳态大作业
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电⼒系统稳态分析作业答案第⼀章电⼒系统的基本概念1.思考题、习题1-1.电⼒⽹、电⼒系统和动⼒系统的定义是什么?答:由变压器、电⼒线路等变换、输送、分配电能设备所组成的⽹络称为电⼒⽹。
把⽣产、输送、分配和消费电能的各种电⽓设备连接在⼀起组成的整体称为电⼒系统。
发电⼚的动⼒部分和电⼒系统合在⼀起称为动⼒系统。
1-2.对电⼒系统运⾏的基本要求是什么?答:(1)保证可靠地的持续供电(2)保证良好的电能质量(3)保证系统运⾏的经济性。
(4)环保性。
1-3.何为电⼒系统的中性点?其运⾏⽅式如何?它们有什么特点?我国电⼒系统中性点运⾏情况如何?答:星型连接的变压器或发电机的中性点就是电⼒系统的中性点。
中性点的运⾏⽅式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。
直接接地供电可靠性低。
系统中⼀相接地,接地相电流很⼤,必须迅速切除接地相甚⾄三相。
不接地供电可靠性⾼,对绝缘⽔平的要求也⾼。
系统中⼀相接地时,接地相电流不⼤,但⾮接地相对地电压升⾼为线电压。
我国110kV及以上的系统中性点直接接地,60kV及以下系统中性点不接地。
1-4.中性点不接地的电⼒系统发⽣单相接地故障时,各相对地电压有什么变化?单相接地电流的性质如何?怎样计算?中性点不接地的电⼒系统发⽣单相接地故障时,接地相电压为0倍,即升⾼为线电压。
单项接地电流为容性。
接地相的对地电容电流应为其它两⾮接地相电容电流之和,倍⾮接地相对地电容电流,也就等于正常运⾏时⼀相对地电容电流的3倍。
(可画向量图来解释)1-5.消弧线圈的⼯作原理是什么?补偿⽅式有哪些?电⼒系统⼀般采⽤哪种补偿⽅式?为什么?消弧线圈就是电抗线圈。
中性点不接地系统中⼀相接地时,接地点的接地相电流属容性电流,通过装消弧线圈,接地点的接地相电流中增加了⼀个感性分量,它和容性电流分量相抵消,减⼩接地点的电流。
使电弧易于熄灭,提⾼了供电可靠性。
补偿⽅式有⽋补偿和过补偿,⽋补偿就是感性电流⼩于容性电流的补偿⽅式,过补偿就是感性电流⼤于容性电流的补偿⽅式。
第一章1、电力系统的各部分界限示于图1,各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
试求:(1)发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压;(2)各变压器的额定变比;(3)设变压器T-1工作于+5%抽头、T-2工作于主抽头、T-3工作于-2.5%抽头时,各变压器的实际变比。
解:(1)G :10.5kVT-1:10.5/242kV T-2:220/121/38.5kV T-3:35/11kV T-4:220/121kV (2)T-1:1 : 2.195T-2:5.714 : 3.143: 1 T-3:3.182 : 1 T-4:1.818 : 1 (3)T-1:10.5/242(1+5%)kV 1 : 2.305 T-2:5.714 : 3.143: 1T-3:35(1-2.5%)/11kV 1.773 : 1第二章1、求容量为20MV A 、变比为121/10.5kV 的三相双绕组变压器的参数和等值电路,并在等值图上注明原边和副边。
若额定变比改为110/11kV 时,参数和等值电路是否发生变化?哪一种用于升压变压器,哪一种用于降压变压器?已知:Pk=163KW ,P0=60KW ,Uk%=10.5, I0%=3.0 解: (1)2222226163121 5.971000100020%10.512176.871001002060k NT N k N T N PU R S U U X S P -⨯===Ω⨯⨯===Ω⨯(2)22222260225022163110 4.931000100020%10.511063.531001002060 4.961010001000110%320 4.9610100100110k NT N k N T N T N N T N PU R S U U X S P G S U I S B S U --⨯===Ω⨯⨯===Ω⨯===⨯⨯=⋅=⨯=⨯2、双绕组变压器S N =15MV A 110/11(KV) P 1k =133KW P 0=50KW U k%=10.5 I 0%=3.5,试确定该变压器的参数及等值电路。
电力系统稳态分析一、单项选择题(本大题共10分,共 10 小题,每小题 1 分)1. 双绕组变压器的变比为110±8×1.25%/11,+4档分接头对应的变比为()。
A. 114.5/11B. 115.5/11C. 116.5/11D. 117.5/112. 电力网络的无备用接线不包括()。
A. 单回路放射式B. 单回路干线式C. 单回路链式网络D. 两端供电网络3. 下列说法不正确的是()。
A. 中性点经消弧线圈接地时,有过补偿和欠补偿之分。
B. 欠补偿是指消弧线圈中的感性电流小于容性电流时的补偿方式。
C. 过补偿是指消弧线圈中的感性电流大于容性电流时的补偿方式。
D. 在实践中,一般采用欠补偿的补偿方式。
4. 频率的二次调整是由()。
A. 发电机组的调速器完成的B. 发电机组的调频器完成的C. 调相机的励磁调节器完成的D. 静止无功补偿器完成的5. 双绕组变压器的电阻()。
A. 可由空载损耗计算B. 可由短路电压百分值计算C. 可由短路损耗计算D. 可由空载电流百分值计算6. 隐极式发电机组运行极限的原动机功率约束取决于()。
A. 原动机的额定视在功率B. 原动机的额定有功功率C. 原动机的额定无功功率D. 原动机的最大机械功率7. 电力系统电压波动产生的原因有()。
A. 由幅度很小,周期很短的偶然性负荷变动引起B. 由冲击性或者间歇性负荷引起C. 由生产和生活的负荷变化引起D. 由气象变化引起中一不变的值的中枢点8. 在任何负荷下都保持中枢点电压为(102%~105%)UN电压调整方式是()。
A. 逆调压B. 顺调压C. 常调压D. 故障时的调压要求9. 下列说法正确的是()。
A. 发电机的额定电压为线路额定电压的105%。
B. 变压器一次侧额定电压等于用电设备额定电压105%。
C. 变压器一次侧额定电压等于线路额定电压的110%。
D. 用电设备的额定电压为线路额定电压95%。
稳态作业4及答案第一篇:稳态作业4及答案第四次作业1、电力系统潮流计算中为什么采用节点电压方程,而不采用回路电流方程?2、高斯-塞德尔潮流计算法和牛顿-拉夫逊潮流计算法各有什么特点?3、电力系统节点可以分为那几类?无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于什么节点?当发电机装有自动调节励磁装置时,可以认为运行中机端电压大小恒定,当发电机按最优分配原则确定的有功出力发电时,发电机的电压母线属于什么类型节点?系统中只有一个,并且必须有一个的节点属于什么节点?4、在什么情况下PV节点将转化为PQ节点?5、求下图所示等值电路的节点导纳矩阵。
(图中数据为标幺电抗)6、在上图所示电力系统的等值电路中,如果变压器的变比调整为1:1.05,求电路的节点电压方程。
第四次作业参考答案1、电力系统潮流计算中为什么采用节点电压方程,而不采用回路电流方程?答:电力系统潮流计算中之所以采用节点电压方程而不采用回路电流方程,主要由于以下原因:①电力系统等值网络中独立节点数远远少于独立回路数(电力系统等值网络中有很多的接地支路,所以导致独立回路数远远多余独立节点数);②对具有交叉跨接的非平面网络,建立独立节点电压方程式较建立独立回路电流方程式方便;③建立独立节点电压方程式前,不必将并联支路合并,而建立独立回路电流方程式前,需要将并联支路合并,以减少独立方程式数;④网络结构或变压器变比改变时,节点导纳矩阵的修改比较方便。
2、高斯-塞德尔潮流计算法和牛顿-拉夫逊潮流计算法各有什么特点?答:高斯-塞德尔潮流计算法对初值的要求比较宽松,但收敛速度慢;牛顿-拉夫逊潮流计算法收敛速度快,但对初值要求较严,如初值选择不当,则会出现迭代不收敛的情况。
3、电力系统节点可以分为那几类?无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于什么节点?当发电机装有自动调节励磁装置时,可以认为运行中机端电压大小恒定,当发电机按最优分配原则确定的有功出力发电时,发电机的电压母线属于什么类型节点?系统中只有一个,并且必须有一个的节点属于什么节点?答:根据已知变量和待求变量的不同,电力系统的节点可以分为PQ节点(已知节点的发电机有功功率PG、无功功率QG和负荷的有功功率PL、无功功率QL,待求量为节点电压大小U和电压相角δ)、PV节点(已知节点的发电机有功功率PG、节点电压大小U和负荷的有功功率PL、无功功率QL,待求量为和电压相角δ和无功功率QG)、平衡节点(已知负荷的有功功率PL、无功功率QL,和节点电压大小U、电压相角δ=0,待求量为发电机有功功率PG、无功功率QG);无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于PQ节点。
第五章作业5-1 何谓一次调频?一次调频能使频率保持不变吗?是否所有机组都能进行一次调频?一次调频是如何实现的?5-2 何谓二次调频?二次调频能使频率保持不变吗?是否所有机组都担负二次调频任务?二次调频是如何实现的?5-3 系统总负荷5000 MW ,正常运行频率f N =50,若因为事故失去250 MW 发电出力,最后系统频率稳定在48赫兹,求系统负荷的频率调节效应系数K L 。
5-4某地区系统,发电厂容量为3000kW ,调差系数为2.5%;负荷的频率调节效应系数是1.5。
当负荷为1500kW 时,系统频率为50Hz 。
现因负荷变化,频率下降到49.9Hz 。
试计算系统负荷的变化量为多少?是增加还是减少?系统负荷实际消耗的功率是多少?5-5 有两台100MW 的机组并列运行,调速器下降特性(机组由空载到满载转速变化百分数)分别为4%和5%,负荷为150MW 。
(a )负荷在两机组间如何分配?(b )要使两机组平均分担负荷,应如何调整?5-6系统f N =50,总装机容量2000MW ,P LN =1600MW ,调差系数σ% = 5,K L =50MW/H Z ,在额定频率下运行时增加负荷430 MW ,求下列情况下系统的频率变化。
(1)所有发电机组仅参加一次调频,(2)所有发电机组都参加二次调频。
5-7系统中发电机组的容量和它们的调差系数分别为:水轮机组:100MW/台 ⨯ 5台=500, σ% = 2.5; 汽轮机组:50MW/台 ⨯20台=1000,σ% = 3.5; 75MW/台 ⨯ 5台=375, σ% = 2.75; 100MW/台 ⨯ 6台=600,σ% = 3.5; 其它容量汽轮机组等效为1000MW ,σ% = 4。
系统f N =50,P LN =3500MW******,K L * = 1.5 。
若(1)全部机组都参加一次调频,(2) 全部机组都不参加一次调频(3)仅水轮机组参加一次调频,当系统负荷增加到3300 MW 时,系统频率为多少?(4)要求频率无差调节,发电机的二次调频功率为多少?(5)要求频率不低于49.8,发电机的二次调频功率为多少?5-8 有两系统A 和B ,它们的情况如下:A 系统:容量1500MW ,25*=GA K ,6.1*=LA KB 系统:容量2000MW ,*35GB K =,* 1.2LB K =(标么值基准为各系统容量及50Hz )现在,A 系统负荷增加150MW ,试计算下列两种情况下频率的变化量,以及联络线上功率的变化量,并说明频率是增加还是减少,以及联络线功率的流向。
电力系统稳态分析第六次作业参考答案可编辑 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】第五次作业1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么2、电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点3、在常用的无功补偿设备中,那些无功补偿设备具有正的调节效应那些具有负的调节效应4、什么叫电力系统的电压中枢点电压中枢点的电压调整方式有那几种5、常用的调压措施有那些对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压措施对于无功功率并不缺乏,但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施6、电力系统无功电源最有分布的目的是什么无功电源最优分布的原则是什么7、电力系统无功最优补偿的目的是什么无功最优补偿的原则是什么8、某降压变电所由110kV 线路供电,变电所装有一台40MVA 普通变压器,如图三所示。
110kV 送端电压U1保持115kV 不变。
若要求变电所10kV 母线电压U2变化范围不超出~,试选择变压器分接头。
9、电力网接线如下图所示,已知Ω=70ij X ,变电所低压母线要求逆调压(最小负荷时电压为额定电压,最大负荷时电压为105%U N ),低压母线额定电压为10KV ,变压器额定电压为KV 11/%5.22110⨯±。
最大负荷及最小负荷时,归算到高压侧的实际电压分别为:KV U KV U j j 2.110;1.101min .max .='='。
若i U 不变,求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。
电力系统稳态分析第五次作业参考答案1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么压分别为:KV U KV U j j 2.110;1.101min .max .='='。
若i U 不变,求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。
解:1、根据最小负荷时的调压要求选择变压器的变比22.12111102.110min .min .=⨯='=iN j j tJ U U U U 取KV U tJ 5.11505.0110110=⨯+=变压器变比为5.10115.115==K 2、根据最大负荷时的调压要求选择补偿电容器的容量var 41.145.10)5.101.10105.110(7005.110)(22max .max .max .M K K U U x U Q j jc ij jc C =⨯-⨯⨯='-= 答:变压器变比应选5.10115.115==K ;补偿电容器容量MVAR Q C 41.14=。
电力系统稳态分析作业(三)1、简述辐射形电力网潮流分布计算的方法步骤。
2、简述两端供电网潮流分布计算的方法步骤。
3、简述电力系统潮流调控的方法。
4、辐射形电力网的潮流能否调控?5、下图所示多电压等级电力网中是否存在循环功率?如存在循环功率请标出循环功率的方向,并指出循环功率的性质。
6、两台容量相同的降压变压器1T 和2T 并联运行时,如果变比1K >2K ,两台变压器的负载率是否相同?如不同的话,那台的负载率高?7、输电线路的首端电压是否一定高于末端电压?为什么?8、电力系统中有功功率和无功功率的传输规律是什么?9、某地方电力网的等值电路如下图,有关参数均已标于图中,求网络的初步功率分布标出其功率分点,并计算其经济功率分布。
10、在下图所示的简单网络中,若1K 、2K 为正实数,且)()()(1112121jX R K X X j R R +≠+++)()()(2212121jX R K X X j R R +≠+++在不计功率损耗时,各段线路中是否有无功功率流过?电力系统稳态分析作业(三)参考答案1、简述辐射形电力网潮流分布计算的方法步骤。
答:辐射形电力网潮流计算的方法步骤如下:1)根据电力网接线绘制电力网的等值电路,并计算等值电路中各元件的参数。
采用有名制计算时所有元件参数应归算到同一电压等级(基本级),采用标幺制计算时所有参数应归算到统一的基准值之下。
2)利用运算负荷功率和运算电源功率对等值电路进行化简。
3)根据已知条件计算辐射形电力网的潮流分布。
具体有:①已知首端电压和首端功率的情况下,从电网首端开始利用阻抗支路(电力网环节)的有关计算公式逐段向后计算电压和功率分布直到末端。
②已知末端电压和末端功率的情况下,从电网末端开始利用阻抗支路(电力网环节)的有关计算公式逐段向前计算电压和功率分布直到首端。
③已知首端电压和末端端功率的情况下,可以采用以下两种方法计算。
一是迭代计算法;二是近似计算法。
第一章1、什么是电力网、电力系统、动力系统?2、描述电力系统的基本参量有哪些?3、电力系统常用的结线图有几种?4、电力系统生产的特点是什么?5、对电力系统运行的基本要求是什么?6、电能质量的主要指标是什么?7、考核电力系统运行经济性的指标是什么?8、组成联合电力系统的优越性有哪些?9、什么是“有备用结线”?什么是“无备用结线”?各有几种形式?10、为什么要规定额定电压?电力线路、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的?11、我国电力系统中性点的运行方式是什么?各自的优缺点和适用范围?12、什么是“消弧线圈”?作用原理是什么?13、消弧线圈的补偿方式有哪些?我国一般采用哪种补偿方式?为什么?14、升压变和降压变的变比有何区别?15、给出下面各变压器的额定电压及发电机的额定电压。
16、给出下面各变压器的额定电压及发电机的额定电压。
第二章(14\15\24\29)1、 什么是变压器的短路试验和开路试验?2、 什么是变压器的铜耗和铁耗?为什么说铜耗是可变损耗?铁耗是不变损耗?3、 升压三绕组变压器与降压三绕组变压器的三个绕组由内到外的排列顺序是什么?为什么这样布置?4、 自耦变压器与普通三绕组变压器的异同点?在计算变压器参数时是否有区别?5、 如何理解“变压器的参数具有电压级的概念”这句话?6、 采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么?7、 220kV 和500kV 线路上每串绝缘子的片数一般不得少于多少?8、 架空输电线为什么要换位?何谓“完全换位”?9、 架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别?10、 什么是电晕?11、 三相导线等间距水平排列时,边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象?12、 计算线路的参数时,在什么情况下需要考虑分布参数特性?13、 什么是线路的“充电功率”?它对线路输送容量及系统运行有何影响?14、 什么是长线路的特性阻抗、传播系数?什么是波阻抗、相位系数?15、 什么是自然功率?当远距离交流输电线路输送自然功率时,会有什么现象?16、 电力系统负荷的定义?综合用电负荷、供电负荷与发电负荷的定义和区别是什么?17、 什么是负荷特性?它有什么涵义?18、 什么是负荷曲线?日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处?19、 日负荷曲线上如果有很大的“峰谷差”会对系统有何影响?有何办法减小它?20、 标么制与有名制的区别是什么?21、 什么是“平均额定电压”?它是如何规定的?22、 如何把多电压等级电力系统等值成用有名值表示的等值网络?23、 电力系统元件参数用标幺值表示时,是否可以直接连接组成等值网络?为什么?24、 多电压等级电力系统元件参数标么值的两种归算方法是什么?25、 计算线路参数并作出其Π型等值电路。
电力系统稳态分析第六次作业1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么?2、电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点?3、在常用的无功补偿设备中,那些无功补偿设备具有正的调节效应?那些具有负的调节效应?4、什么叫电力系统的电压中枢点?电压中枢点的电压调整方式有那几种?5、常用的调压措施有那些?对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压措施?对于无功功率并不缺乏,但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施?6、电力系统无功电源最有分布的目的是什么?无功电源最优分布的原则是什么?7、电力系统无功最优补偿的目的是什么?无功最优补偿的原则是什么?8、某降压变电所装有一台容量为10MVA ,电压为KV 5.10/%5.22110⨯±的变压器。
已知:最大负荷时变压器高压侧电压为114KV ,归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV ;最小负荷时变压器高压侧电压为115KV ,归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV 。
现要求在低压母线上实行顺调压(最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的025.1倍;最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的075.1倍),试选择变压器的分接头。
9、电力网接线如下图所示,已知Ω=70ij X ,变电所低压母线要求逆调压(最小负荷时电压为额定电压,最大负荷时电压为105%U N ),低压母线额定电压为10KV ,变压器额定电压为KV 11/%5.22110⨯±。
最大负荷及最小负荷时,归算到高压侧的实际电压分别为:KV U KV U j j 2.110;1.101min .max .='='。
若i U 不变,求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。
电力系统稳态分析第六次作业参考答案1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么?答:造成电力系统电压水平波动的原因是电力系统无功负荷的波动。
(要保持电力系统的电压在正常水平,就必须维持在该电压水平下的无功功率平衡,当电力系统无功负荷波动时,电力系统的的无功功率平衡关系被破坏,相应的电力系统的电压水平也就发生波动)2、电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点?答:电力系统的频率只有一个,频率调整也只有调整发电机有功出力一种方法(调速器、调频器和有功负荷最优分配都是改变发电机有功出力);而电力系统中各点的电压都不相同,电压的调整也有多种方式。
电力系统分析(稳态)(作业)学号:学院:专业:学生姓名:题目:电力系统安全稳定分析任课教师:电力系统安全稳定分析前言传统的电力系统监视、评估和控制是基于Dy Liacco构想的。
该构想是假设电力系统运行在两个约束集(负荷约束和运行约束)之下的,其中负荷约束是要求满足全部负荷的需要,而运行约束则可分为静态约束(如要求任一母线的电压、任一线路的潮流和任一台设备的功率在容许的范围内)和动态约束(如保证系统的小扰动稳定性和暂态稳定性)两类。
电力系统的运行状态时刻在改变,根据运行条件的不同,可以将电力系统的运行状态分为正常运行状态、警戒状态、紧急状态、恢复状态、失稳状态等。
其中正常状态又可以分为安全的和不安全的。
当在任一扰动都不会把系统引入紧急运行状态,则系统是安全的。
否则,系统是不安全的。
依照上述构想系统运行中安全性总是第一位的,只有在系统是安全的情况下才考虑经济调度。
因此,从电力系统安全运行的控制方面将,电力系统的控制是比较杂和重要的,通常以系统的频率控制、电压控制、安全控制、负荷控制为重点,下面对这几个方面的控制加以简单的介绍。
一电力系统频率控制频率稳定与控制是电力系统安全稳定运行的重要因素,它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。
频率异常将会给发电机和系统的安全运行以及用户带来极为严重的后果。
因此,电力系统频率一方面作为衡量电能质量的指标,需加以动态监测咀作为实施安全稳定控制的重要状态反馈量;另一方面必须对系统频率进行有效控制。
系统频率的变化是由于负荷功率与原动机输入功率之间失去平衡所致。
由于机械惯性的作用,原动机输入功率变化较缓慢,负荷的变化使系统频率产生波动。
假如分离的区域没有参与速度调节的旋转各用,则有三种因素会导致分离区域的系统频率下降:①过负荷的量(即发电出力的缺额);②作用于区域负荷的负荷阻尼系数;③代表区域内所有发电机总转动惯量的惯性常数。
要确定频率控制,首先要明确频率特性是指有功功率一频率静态特性,它反映了稳态运行状况下有功功率和频率变化之间的关系。
它包括负荷、同步发电机组和电力系统的频率特性。
电力系统功率平衡是一个供需功率随时平衡的动态过程。
当系统频率波动时,同步发电机的调速器控制作用和负荷的频率调节效应是同时进行的。
调整发电功率进行频率调整,即频率的三次调整控制。
而电力系统频率控制与有功功率控制密切相关,其实质就是当系统机组输入功率与负荷功率失去平衡而使频率偏离额定值时,控制系统必须调节机组的出力,以保证电力系统频率的偏移在允许范围之内。
为了实现频率控制,系统中需要有足够的备用容量来应对计划外负荷的变动,而且还须具有一定的调整速度以适应负荷的变化。
现代电力系统频率控制的研究主要有两方面的任务:①分析和研究系统中各种因素对系统频率的影响,如发电机出力、其本身的特性及相应的调速装置、负荷波动和旋转各用容量等,从而可以准确地寻找有效进行调频的切入点。
②建立频率控制模型,即在某一特定的系统条件下,选择恰当的发电机和负荷模型(在互联系统中还应考虑多系统互联的模型),并采用最优算法确定模型参数,在维持系统频率在给定水平的同时,考虑机组负荷的经济分配和保持电钟的准确性。
我国电力系统的额定频率,为50Hz,电力系统正常频率允许偏差为±0.2Hz(该标准适用于电力系统,但不适用于电气设备中的频率允许偏差),系统容量较小时可放宽到±0.5Hz。
AGC常有来调节系统的频率,它是指根据系统频率、输电线负荷变化或它们之间关系的变化,对某一规定地区内发电机有功功率进行调节,以维持计划预定的系统频率或其他地区商定的交换功率在一定限制之内。
它是以控制调整发电机组输出功率来适应负荷波动的反馈控制,利用计算机来实现控制功能,是一个小型的计算机闭环控制系统。
AGC的基本目的包括LFC和经济调度控制,前者通过凋整特定发电机的输出,使其频率恢复到指定的正常值并保证控制区域之间的功率交换为给定值;后者考虑全网购电费用的微增率和网损修正等条件对调频机组进行最佳负荷分配,使总的发电成本最低。
这就使得这种控制方法能够较好地结合电力市场环境的要求,在频率控制质量和经济性之间找到很好的交叉点。
二电力系统安全控制电力系统安全运行涉及静态安全性和暂态稳定性。
现阶段电力系统是根据扰动量的大小,来进行划分。
当电力系统在运行中时刻受到小的扰动时,系统将会偏离运行平衡点,如果这种偏离很小,小扰动消失后,系统又重新恢复平衡,则称系统是静态稳定的;如果偏离不断扩大,不能重新恢复原来的平衡状态则系统不能保持静态稳定。
而当在大扰动作用下,如果系统运行状态的偏离是有限的,且在大扰动结束后又达到了新的平衡,则称系统是暂态稳定的。
如果偏离不断扩大,不能重新恢复平衡,则称系统失去了暂态稳定。
下面介绍提高两者安全性的措施。
1、提高电力系统静态稳定性的措施从静态稳定的分析可以看出,提高电力系统的静态稳定性,应着力于提高电力系统功率极限。
1)提高发电机电势。
提高发电机电势是提高电力系统的功率极限最有效的措施.它主要依靠采用自动励磁调节器并改善其性能来实现。
在现代电力系统中,几乎所有的发电机都装有自动励磁调节装置。
自动励磁调节器明显地提高了功率极限。
当发电机装有比例式励磁调节器时,在静态隐定分析中发电机所呈现的电抗由大到小,并近似维持暂态电势为常数。
当有磁力式励磁调节器时,相当于把发电机电抗减小到接近于零,即近似当做发电机端电压维持恒定,这就大大地提高了发电机的功率极限,对提高静态稳定性极为有利。
自动励磁调节器在整个发电机投资中所占的比重很小,所以,在各种提高隐定性的措施中,总是优先考虑使用或改善自动励磁调节装置。
2)减少系统的总电抗。
从简单电力系统的功率极限表达式可以看出,输电系统的功率极限与系统总电抗成反比,系统电抗越小,功率极限就越大,系统稳定性也就越高。
输电系统的总电抗由发电机、变压器和输电线路的电抗组成。
发电机和变压器的电抗与它们的结构尺寸有关.一般在发电机和变压器设计时,已考虑在投资和材料相同的条件限制,力求使它们的电抗减小—些。
当发电机和变压器设汁时。
已考虑在投资和材料相同的条件下,力求使他们的电抗减小—些。
当发电机和变压器装有自动励磁调节器时,发电机的实际电抗已由大减小。
因此,从发电机结构方面去减小电抗的作用有限。
对于变压器而占,其短路阻抗直接影响到制造成本和运行性能。
也不宜改变。
自耦变压器具有损耗小、体积小、价格便宜的优点外,它的电抗也较小,对提高稳定性有利,故在超高压电力系统中得到了广泛的应用。
相对而言,设法减少输电线的电抗,则是一个可循的途径。
主要方法之—是采用分裂导线,这可以使线路电抗约减少20%,而目还能减少或避免电晕所引起的有功功率损耗。
减少输电线电抗的另—方法是采用串联电容补偿。
—般来说。
补偿度越大,对系统稳定越有利,但过大的补偿度可能引起发电机的自励磁等异常情况,影响线路继电保护的正确动作,增大短路电流等,一般取补偿度为0.2—0.5。
此外,在超高压远距离输电中,如输电功率受稳定性限制也可采用增加输电回路数,减少等值电抗,以达到提高输电功率的目的。
3)提高和隐定系统电压。
要提高系统运行电压水平,最主要的是系统中应装设充足的无功电源。
在远距离输电线的中途或在负荷中心装设同步调相机,将有助于提高和稳定系统的运行电压水平,从而提高系统运行的稳定性。
合理地选用高—级的电压,除了降低损耗、增加输电容量等作用外,还可提高电力系统的功率极限,这在设计新线路或改造旧线路时常作为—个措施来考虑。
这是因为对于同—结构的输电线路,采用的额定电压越高,线路电抗的标幺值就越小。
功率极限就越高。
2、提高电力系统的暂态稳定性的措施—般来说,提高电力系统静态稳定的措施也有助于提高暂停稳定性。
如果提高了故障时和故障切除后的功率极限,这显然增加了最大可能的减速面积,减小了加速面积,从而有利于系统保持暂态稳定性。
此外,从从暂态稳定性分析来看,除提供系统的功率极限外,还可以采取—些相应的措施,减少发电机转子相对运动的振荡幅度,提高系统的暂态稳定性。
对其中—些主要措施列举如下:1)可使切除故障。
利用快速继电保护装置和快速动作的断路器尽快切除故障是提高暂态稳定性的重要措施。
实行快速强行励磁在系统发生短路故障时,发电机实行快速强行励磁,能迅速提高发电机的电势,提高故障时和故障切除后发电机的功率特性,将有利于提高系统的暂态稳定性。
2)采用自动重合闸装置。
高压输电线的短路故障绝大多数是瞬时性的采用自动重合闸装置,在故障发生后,由继电保护装置启动断路器把故障线路切除,待故障消失后,又立即自动将这—线路重新投入运行,使系统恢复双回线供电,提高了系统的功率极限,有利于保持暂态稳定,同时也提高了供电的可靠性。
3)改善原动机的调节特性。
电力系统受到大扰动后,由于发电机输出的电磁功率突然变化,而原动机的功率由于惯性及调速器的时滞等原因,功率不不可能及时相应变化,从而造成了发电机轴上功率的不平衡,引起发电机产生剧烈的相对运动,甚至破坏系统的稳定性。
如果原动机调速系统能实行快速调节,使它的功率变化能接近跟上电磁功率的变化,则机组轴上的不平衡功率便可减小,从而防止暂态稳定性的破坏。
此外,对于并联运行发电机组,也可在故障发生后切除部分发电机组,以减少过剩功率,或采用机械制动的方法来消耗掉—部分原动机的机械功率。
三电压稳定的控制电压稳定预防控制措施是通过对基态条件下的系统结构和运行状态调整,使得系统能够对于可信故障集的故障具有足够的稳定裕度。
对于在线静态电压崩溃预防控制,主要的控制措施有:调节发电机的机端电压,投切并联无功补偿设备,调节有载调雏变压器的分接头,发电机出力再调度及切负荷。
电压稳定预防控制的研究丰要有两种类型的方法:一类是基于控制参数灵敏度的方法,一类是非线性规划的最优化方法。
基于灵敏度的方法首先对预想事故进行电压稳定分析,然后对稳定裕度不满足电压稳定要求的故障,计算负荷参数对控制变量的灵敏度,然后构造出不等式约束加入到稳定控制的线性规划模型中求解,该方法可以方便的考虑多个故障的情况。
但由于电力系统中无功电压之间的非线性关系较,同时受各种限制器作用,采用灵敏度的方法得到控制措施会产生欠调或过调的现象,往往在迭代过程中需要求解多次故障后的电压稳定裕度。
基于非线性规划方法将电压稳定的安全控制问题描述成一个最优化的问题,将预想故障下潮流方程和的电压稳定约束方程加入到模型中,该方法能够完整的考虑基态和故障条件下的非线性特征。
但由于预想故障的规模一般较大,导致问题求解的规模庞大,即使采用对系统规摸不敏感的现代内点算法,也无法很好地解决。
负荷的持续增长是造成电压不稳定的重要原因之一,当负荷变化时,发电机需要调节有功和无功出力来满足负荷需求。