动态电力系统讲义

简单事例

G2：远方电网G1：地方电厂G22P+jQG11BMPC2VC121电压崩溃的简单事例电压崩溃的简单事例（2）Systemstressunderpowerwheeling

P-V曲线选定负荷和发电机出力的增加方式和方向，决定基态与电压失稳的距离.增加负荷和发电机出力是评价电压稳定最常用的方法P-V曲线考虑发电机无功极限PA负载极限VP-V曲线随负荷变化的发电出力分配方式系统负荷增加有多方面的因素负区域交换也可能增加，从远方发电机和邻近电力网获取的功率增加，负荷上升的方向还包括节点负荷的分配因子和发电机出力的分配计划等出力增加的方式与所研究的问题的时间间断有关P-V曲线P-V曲线得到的电压裕度指标具有物理量纲(MW)曲线的下半部主要对机理研究有意义，对实际系统没有什么意义P-V曲线显示：参数对负荷的灵敏度，如节点电压，稳定裕度潮流发散也可能是因为数值问题引起的P-V曲线如何控制增加功率的步长计算一条曲线可描述系统稳定的情况即使在大步长的方式下，用快速分解法也可解接近崩溃点的潮流可以用连续潮流法得到曲线P-V曲线可以用准稳态法计算得曲线可以在P-V曲线的各点，进一步进行小扰动分析可以进行故障前后的曲线比较V-Q曲线V-Q曲线:是经典的基于潮流的方法，可处理发散问题，在收敛性不好或发散的情况下获得解(V-Q方法是连续潮流的一个特例).在选择的节点加入一台虚拟调相机(rotarycondenser)保持节点电压，改变后者的电压值，可以计算得节点的­V-Q曲线.V-Q曲线ABCDQ1VV-Q曲线表示节点电压随节点负荷的鲁棒性.表示负荷节点电压和需要补偿的无功功率的关系.在稳定的情况下，V-Q曲线上调相机输出为零的点即为电网的解.曲线表示了某节点的无功裕度(曲线1：A),在什么电压值失稳(曲线1：B)V-Q曲线运行点母线电压对无功的灵敏度(曲线1：斜率D)十分容易在潮流计算中包含此计算功能发电机无功极限、变压器变化等非线性环节可以包括在内负荷的电压特性可以包括在内V-Q曲线可以确定恢复某个运行点或取得某个电压值所需要的无功补偿.注意最少的补偿量不在底部(曲线3:B’’)而在（Q-V曲线与补偿装置特性曲线的）切线(曲线3:B’’’)上，这说明与无功补偿装置的特性有关.主要的缺点是它以不切实际的方式加重系统的运行状况(每次只有一个节点)曲线的有效部分在电压为0.90-0.11之间，在这之外模型不准确V-Q曲线虚构调相机的安置点的选择需要判断和电网知识,从理论上来说，它应该装设在系统电压的薄弱点.决定方法可以是：加重系统的运行，识别对应Jacobian阵的零特征值的特征向量的最大分量对于不同的扰动，系统的电压薄弱点不同对一个节点，进行多次潮流才能画出曲线，因而计算速度慢V-Q曲线必须进行多次Q-V曲线计算才能获得系统状况的真实面貌对于特殊的电网，如放射性电网，决定弱地区十分方便，但在网状的电网中，就不是易事了，其中一种方法是计算各点的Q-V曲线，将具有相近无功储备的点归为一群，从而识别可能的电压失稳区域.可以进行故障前后的曲线比较Q3B’’3QVB’’’V-Q曲线不同负荷模型下的曲线比较周围负荷变化后的曲线比较潮流计算

应用场合：常规潮流计算V-Q曲线P-V曲线长过程电压稳定分析潮流：模握型模型的翼电压和榴频率适娱用范围平衡机厅的出力洁、地理昨变化注意，平巧衡机对研环究问题的健影响发电机艺出力的搁分配增加负浪荷和出旋力的方握式潮流方谜程节点方程勤＋其定它（控制跨）方程：AGC二级电烟压控制发电机合定子电觉流控制发电机转雀子电流控鲜制变比控输制HVD载C线路SVC桂控制实际计宝算时，解使用基概于功率掉的网络拆方程，挠通用形关式为：常规讨论Y阵属架稀疏矩泄阵常规节览点类型哨：PQ殖，PV闸和平衡拢节点发电机续无功极半限的处睡理牛顿法最通用和何可靠的算挤法非线性蚂潮流方急程：Jaco点bian破阵：注意变艰量的排些列方式剂有利于块主对角姐占优在P-真V和Q铜-V曲司线的n恳ose芳点，J拢阵奇异在P-V厦和Q-V汪曲线的n爬ose点腐，灵敏度弊值改变符牛号初始值处选取：平启动：区V＝1＋慎j0直流潮福流快速分钻解潮流岸迭代修正方程小：Jaco松bian间阵作为灵阳敏度阵文献讨论倾一些常规亿的潮流灵筋敏度分析常用于电绞压和无功闸的分析，萍但需谨慎弊。线性化增的矩阵肺的分析钳只适合瓶变化较纹少的范醉围发电机负塘载越限后钟，灵敏度烈可能发生石剧变对在线别电压安拼全分析霞来说，久具有吸火引力可讨论门的问题捉：怎么区分诊潮流无解单和潮流发沈散的问题直流潮流忽略并联斜支路假设节点茶电压为1喘,快速分术解法（Fa扯st殖dec肺oup吩led增lo谋ad墓flo阁w)定雅可剃比矩阵窜法PQ解偶快速分解物法：有功相角呈修正方程级的系数矩罢阵用B’代替，无功电咳压修正卖方程的挺系数矩旅阵用B”代替，(具体见张夺伯明《高等电力汇网络分析》）连续潮蕉流法：在崩溃点朽，潮流J拘acob访ian阵国奇异,声常规潮流恼计算法发规散；连续潮流低法重新形宪成潮流的陪方式，使凉得在任何遍可能的负誓荷状态下角，Jac僵obia激n阵变为代非奇异。有多种参肾数化的方涛法，基本猜方法是预肉估-校正糖的迭代过馒程。GV负荷ABDFEC从已知解罢(A)出梦发，按切令线方向（篮行列式向园量）预估株随固定的枯负荷增加物方向的新输解(B)在校正唇步，用手常规潮妻流法，暮确定固收定负荷健下的解更(C)用新的握行列式页向量决史定新的粗负荷增犬量下的预运行点谎(D)如果新蕉估算的葡负荷在印最大负滥荷之外白，校正喇步中的止常规潮策流将发悉散这时选趟定某一来点电压葛(?)哲在预测衰值，计迟算负荷雀量(E百)为了获得晶准确的电同压稳定极梅限值，需跑要进行多汽次计算绕过极限补点后，又洲可以用常泰规的潮流饼计算下半屋段曲线基本算娘法的问掘题：如何选定到节点和其蛇电压值如何确定油电压的下拍降幅度如何确定惠连续潮流漫下的发散先问题最优乘子坏潮流法：张伯明《珠高等电力揉网络分析夜》p22穴5在牛顿搅法的校剃正式中丝式引入一禽个松驰顾因子，扰使得功毒率偏差菠量最小笼，在潮狐流无解摸的情况毯下，收轻敛到最烛小功率铃偏差量叮。使潮流问泼题变为一油个优化问违题进行灵敏球度分析电压崩声溃事故夸事例1987即年1月1处2日法国锤西部电力踩系统（袁改季修p2槐80-2铸83)：事件发堪生在法绿国网的贪西部，肯时属冬绸季，气烟温较低片.由构于照明午和热力豪设备的竿原因，倚负荷对柿电压十纹分敏感闻.初外始状态澡下，有故功/无责功功率湿和电压薄都属正但常状况京.从冲全国来状说，峰也荷为5升800错万，功口率储备冷590惭万.和10:吐55到能11:矛41之访间，一榜些独立蚀的事件仇使得区输域内的软3台在鲁线机组君(共四血台)相黎继从网珍中脱离垦，留下荣一台机注组运行碧.1金1:2昆8地区肚调度发拍出命令荐，开动胆燃汽轮委机.在损失了核3台机组逃后的13秒(暂态稳饱定后)，钓第4机组霜由励磁电茧流保护动岛作而切机赢，引起地蜡区电压急双剧下降，捷400K符V电压跌戒至380卫KV.束在30秒的平稳睡期后，杰电压继惊续下跌宵并波及狼法国电美网的其禽它区域寄，在六储分钟内包，损失聪另外9敞台常规忽火电机旋组和核尺电机组捕.1蚕1:4种5到1流1:5焦0时，它损失发市电容量徐900狼MW.11:5扛0时，区坛域的电压呼稳定在3栗00KV切，在最远递端400膝KV的变涌电所，电治压为18校0KV，蠢在由调度膊中心发令欢切负荷之独后(切断蔽400K聚V/22胜5KV的节变压器后党切150内万负荷)数电压恢复演.事故后鹿的分析筋表明：在规定的酱时间内，劝实现了紧捎急有功支映援(起动梯燃汽轮机增、增加水肾轮机的出剪力).11:4督1后，第亮一次电压竞跌落，负皂荷减少，她使系统能揪达到一个罗接近初始忍状态的运腰行点.11:4影2－11养:45，誉LTC动殊作，调整鹿中压电压稍(20K浓V)，使鲁负荷稳定终，但运行累点在恶化蚁，EHV康系统电压计下跌，损君耗增加，盯无功出力蓬接近极限迷.11:4奔5，交流嫩发电机达打到无功极豪限，整个抖系统出现移高度非线痕性，而且陕无法分地臂区控制电胖压，LT缝C使系统受不稳定，荷大量发电听机跳闸.蒙负荷随用电压线性育变化.锁定超炸高压/害高压网脾的LT客C，系取统会得每到更好幕的保护碗.同功时，这鸟种效果蹄受负荷妙动态特易性的影担响，不绪能持续悦时间长耀，必须陡采取紧宋急措施乞(如切彩负荷)有些切倒负荷命刊令没有创得以实挂现.发现发布电机最亿大励磁仍电流保朴护的设监定和发累电机保肢护的延残迟设定勾的有问跑题.在此事局故中，兆常规的馆保护表蛋现正常穴，只是祖在损失火第四台朴发电机驳、系统诸超高压健跌到3鸽80K停V时，叛225省KV高脖压网的陕高/中币变压器百变比动骡作、引特起负荷梨增加，驼导致电罢压进一弹步下跌委.分析结果帖表明，最贤好的措施慌是根据电对压判据、坏利用自动金设备尽可隶能快地锁搅定EHV慌/HV变遍压器变比没，从区域提控制中心廉进行紧急臭状态下的灵远方负荷蚊切除.谊EHV/屋HV的L境TC锁定口自动装置旦1990裙年投入实束验，现在旱法国的七穿大区域调园度的EM吵S中都配添有此装置向.同时，周事故也宴引起了或EDF抬对在线云电压安悬全分析带的兴趣巧.防止电压龙稳定破坏跨的控制策茂略（袁季修歌《电力系浪统安全稳片定控制》龄p198座-211容）用于电压侮和无功功酒率控制的鞋设施：同步发电暂机；静止无功本补偿器（磁SVC）影；串联或并境联电容器涉组，电抗最器；变压器亩有载分当接开关撑切换装吗置；就地或沃远方切姻负荷；电压控纱制的分过层分区夸控制原闭则（1）肺设置在倾发电厂柜、用户赏的一级繁电压控容制通常为伏快速反疾应的闭渐环控制次，响应紧时间一翅般为秒筑级。例冠如：同艘步电机脂的无功习控制，趁svc形的控制拖，以及殃快速自阁动投切眉电容器历或电抗旁器等。扩主要调掌节由负愉荷波动号、电网舞切换和劲事故引杀起的快富速电压诵变化。（2）浪设置在主系统枢鼻纽点（膜区域的熟）的二绸级亭电压跪控制：二级电压腰控制响应间速度一般龄在几分钟杀以内。二亏级控制系惜统协调一袍个区域内党各就地一悬级控制设火备的工作玩，如：改渡变发电机产或svc甲的电压调毅节定值，蛛投切电容球器和电抗仓器，切负榨荷，以及雾必要时闭瓣锁变压器酬有载分接宵开关切换虎装置等。坛这类控制闸也是自动罚闭环进行炊的，二级邀电压控制蹄系统除了铁将上述实施时控制命伯令从控制德中心送到东执行地点哗外，还可羞将各种电唱压安全监堤视信息送级给有关值酱班人员。（3）场设置在寇系统调兆度中心漫（全网胸）的三洗级电压箱控制：三级电语压控制溉为预防魄控制，孕包括的坊时间跨瞒度为几爹十分钟屯。它的折目的在司于发现搅电压稳妻定性的劲劣化和抚采取必仆要的措振施。这铺类控制残主要协怕调各二惊级控制崖系统，秆指导值愁班人员聚的干预疼。除了楼安全监阳视和控酬制外，伞经济问子题主要备是在三扣级控制如考虑。同步电忙机数学越模型1.1.洽1理想助电机（1）电菠机磁铁部缘瑞分的磁导家率为