電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析

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1、姓名：***學(xué)號(hào)：********電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析主要內(nèi)容一．概述二．電壓穩(wěn)定性的基本概念及研究?jī)?nèi)容三．電壓穩(wěn)定性的研究四．簡(jiǎn)單系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性分析五．改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的技術(shù)一．概述近30年來，電力系統(tǒng)向大機(jī)組，大電網(wǎng)，高電壓和遠(yuǎn)距離輸電發(fā)展。這對(duì)合理利用能源，提高經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。但也給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了一些新問題。其中之一就是電壓崩潰惡性事故。70年代以來，國(guó)內(nèi)外的電網(wǎng)發(fā)生了多起以電壓失穩(wěn)為特征的電網(wǎng)瓦解事故。一．概述1972年7月27日我國(guó)湖北電網(wǎng)的武漢和黃石地區(qū)的電

2、壓崩潰事故，使受端系統(tǒng)全部瓦解；1973年7月12日東北電網(wǎng)的大連地區(qū)電壓崩潰，造成大連地區(qū)全部停電。1978年12月19日法國(guó)電網(wǎng)大停電；1983年12月27日瑞典電網(wǎng)事故；1987年7月23日日本東京大停電；今年7月30、31日，印度相繼發(fā)生兩次大面積停電事故美國(guó)西部1996年7月2日和8月10日連續(xù)兩次大停電事故因?yàn)殡妷菏Х€(wěn)導(dǎo)致大面積，長(zhǎng)時(shí)間的停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)混亂。一．概述多次大停電事故給人們震動(dòng)很大，再次向電力界敲響了警鐘。我國(guó)電力工業(yè)部也專門組織有關(guān)人員進(jìn)行研究，討論我國(guó)電網(wǎng)的現(xiàn)狀

3、及存在的問題，使電壓穩(wěn)定問題成為關(guān)注的焦點(diǎn)。二、電壓穩(wěn)定性的基本概念1、電壓穩(wěn)定性：[電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則]中將電壓穩(wěn)定定義為：電力系統(tǒng)受到小的擾動(dòng)或大的擾動(dòng)后，系統(tǒng)能保持或恢復(fù)到容許的范圍內(nèi)，不發(fā)生電壓崩潰的能力。1990年IEEE將電壓穩(wěn)定性定義為“系統(tǒng)維持電壓的能力。當(dāng)負(fù)荷導(dǎo)納增大時(shí)，負(fù)荷功率也隨之增大，并且功率和電壓都是能控的。”二、電壓穩(wěn)定性的基本概念2、電壓崩潰：是指由于電壓不穩(wěn)定所導(dǎo)致的系統(tǒng)內(nèi)大面積、大幅度的電壓下降過程。當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)使電壓急劇下降。并且運(yùn)行人員和自動(dòng)系統(tǒng)的控制已無法終止這種電

4、壓衰落時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入電壓不穩(wěn)定的狀態(tài)，這種電壓的衰落可能只需幾秒鐘，也可能長(zhǎng)達(dá)幾分鐘、幾十分鐘。如果電壓下降過程不能停止，最終電壓崩潰就會(huì)發(fā)生。二、電壓穩(wěn)定性的基本概念電壓崩潰機(jī)理：重負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)增加，系統(tǒng)運(yùn)行備用（特別是無功）緊張，傳輸線潮流接近最大功率極限。大的突然擾動(dòng)，如失去發(fā)電機(jī)組、輸電線相繼跳閘等。有載調(diào)壓變壓器ULTC負(fù)調(diào)壓作用。發(fā)電機(jī)過勵(lì)限制器OEL。繼電保護(hù)、低頻減載等缺乏協(xié)調(diào)是導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定的一個(gè)重要原因。弱連接的交直流系統(tǒng)。電壓崩潰通常顯示為慢的電壓衰減，這是由于許多電

5、壓控制設(shè)備和保護(hù)系統(tǒng)作用及其相互作用積累過程的結(jié)果。在許多情況下，電壓不穩(wěn)定和轉(zhuǎn)子角不穩(wěn)定是相互耦合的。核心問題：無功不足二、電壓穩(wěn)定性的基本概念電壓崩潰機(jī)理探討的目的是要弄清楚主導(dǎo)電壓崩潰發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)因素，電壓穩(wěn)定問題和電力系統(tǒng)其它問題的相互關(guān)系，以及電力系統(tǒng)中各種元件對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響，并建立分析電壓穩(wěn)定問題的適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)模型。二、電壓穩(wěn)定性的基本概念現(xiàn)在普遍被接受的觀點(diǎn)是電力系統(tǒng)中靜態(tài)電壓水平主要由無功功率平衡條件決定。許多文獻(xiàn)把電壓崩潰歸結(jié)為由于系統(tǒng)不能滿足無功需求的增加，在某些不良運(yùn)行點(diǎn)或當(dāng)系統(tǒng)

6、受到較大擾動(dòng)后，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵(lì)和負(fù)荷端電壓下降，負(fù)荷需求減少，系統(tǒng)能保持電壓相對(duì)穩(wěn)定。隨后，由于帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器的連續(xù)調(diào)節(jié)使負(fù)荷端電壓升高，供電得以恢復(fù)，同時(shí)帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器一次側(cè)電壓下降，電流上升，發(fā)電機(jī)無功越限，其連鎖反應(yīng)使負(fù)荷電壓下降，電壓穩(wěn)定破壞。三．電壓穩(wěn)定性的研究按研究采用的模型劃分，對(duì)電壓穩(wěn)定性的研究可以分為四大類：基于物理概念的定性分析，基于潮流方程的靜態(tài)方法，基于線性化動(dòng)態(tài)方程的小干擾分析方法和基于非線性動(dòng)態(tài)方程的時(shí)域仿真計(jì)算。三．電壓穩(wěn)定性的研究1.基于物理概念的定性分析定性

7、分析對(duì)于指導(dǎo)研究方向非常重要。基于“發(fā)電機(jī)-輸電線-負(fù)荷”模型導(dǎo)出P-V曲線，Q-V曲線和P-Q曲線，依此展開分析是最直觀的一種研究方法。在第二階段因?yàn)閷㈦妷悍€(wěn)定劃為靜態(tài)問題，使研究走了一段彎路。某些靈敏度判據(jù)，P-Q曲線機(jī)理解釋都是在簡(jiǎn)化條件下得出的，在應(yīng)用到復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)往往不成立。因此，目前迫切需要全面檢驗(yàn)現(xiàn)有的有關(guān)電壓穩(wěn)定問題的定性認(rèn)識(shí)的正確性。三．電壓穩(wěn)定性的研究2.基于潮流方程的靜態(tài)研究基于潮流方程的靜態(tài)研究方法主要有:最大功率法；靈敏度分析方法；潮流多解方法；雅可比矩陣奇異方法。三．電壓穩(wěn)定性的

8、研究最大功率法當(dāng)負(fù)荷需求超出電力網(wǎng)絡(luò)傳輸功率極限時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，其中包括電壓失穩(wěn)。這是一種樸素的物理觀點(diǎn)。把電力網(wǎng)絡(luò)輸送功率的極限作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)正是最大功率法的基本原則。常用的最大功率判據(jù)有：任意負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率判據(jù)，無功功率判據(jù)以及所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的復(fù)功率之和最大判據(jù)。許多作者采用最大功率判據(jù)作為臨界點(diǎn)判據(jù)。四．簡(jiǎn)單系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性分析圖一負(fù)荷點(diǎn)的電壓崩潰過程四．簡(jiǎn)單系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性分析在電力需求不斷增加