动态电力系统教学教程

动态电力系统

标么系统[CWTAYLOR]：

常用的电力系统标么系统： 三相功率和线电压:从一个标么系统向另一个系统转换:常用的基准功率：单一元件的研究时，常用元件自身的额定容量系统的短路容量引申至短路比：系统的短路容量/元件额定容量短路电抗：1/短路比线路的自然功率，自然阻抗系统基准容量：一般电网100MVA，

500KV电网可取1000MWA标么系统的优点系统各点电压比较一致的范围内：1±0.05以元件额定容量为基值时，元件的参数比较整齐同步发电机的定子和转子的分析更加容易去除了线电量和相电量的区别去除了三相系统的31/2变压器变比在1的附近标么系统的缺点对于线路，不论电压等级和额定功率，其每公里的物理参数的落定在一定范围对直流传输，没有必要转换到标么系统有可能在实际系统忘却了三相系统的31/2这个系数用自身容量的发电机参数更清晰基本方法前提：电力系统的问题是时间和空间上的问题稳定是一个动态现象，可能涉及到许多装置的互相作用电力系统的动态行为具有不同的时间域，大部分区域单故障和多重故障分析方法应提供：失稳的距离和失稳的机理分析的目的：状态:系统稳定还是不稳定距离:稳定系统离失稳有多远 稳定裕度被定义为系统运行点朝某个方向加重而失稳的距离。规划和运行裕度多种可能的措施最关键的设备机理:如果失稳涉及的区域为什么会发生造成的结果有什么措施可以制止失稳稳定和安全判据：稳定判据：不同的事故可以有不同要求，也可以结合三者确定安全运行极限。安全裕度：所有事件的稳定裕度大于某值功角稳定实用判据：临界切除时间：适合meshed网最大传输功率：适合边界网电压稳定实用判据：电压：事故后电压在一定的范围内无功储备：事故前/后某些无功源的储备在一定的范围内（电压判据和对电压的控制策略versus监视和控制无功功率）稳定分析方法电力系统的动态问题在时间域的一般划分，在区域上的一般划分模型和参数的合理性合理的稳定指标(线性性，物理量纲)潮流计算小扰动分析时域分析进一步的分析：参数灵敏度分析按故障方式：大扰动稳定：能够在大扰动后控制稳定：负荷变化，损失线路，损失发电机，等。在时间域内进行动态研究对非线性特性进行模拟通用的方法：动态分析法：时域仿真法。静态大范围分析法：只考虑代数方程，时间是用隐含方式表示，如潮流方法准动态分析法：考虑代数方程，时间同显示方式表示，有快速的时域仿真法

小扰动稳定：在小扰动后控制电压的能力，“小扰动”表示动态模型可以线性化定点的稳定分析静态分析方法对很慢的系统动态过程进行快照，然后进行分析优点：能够深入研究系统状态，失稳距离和机理低CPU适合于多事件/状态的研究。大量的规划和运行研究在线分析缺点：没有时间轨迹需对模型进行假设或简化，注意保证模型的基本特性有时难以预测失稳的特性(快速的控制和非线性环节的影响)分析方法：非线性方法和线性分析法V-Q曲线P-V曲线连续潮流最优乘子潮流法电压稳定的模式分析失稳点的直接解法时域仿真法[CWTAYLOR,page252]：非线性、时域仿真，对微分方程进行数值积分。优点：捕捉系统事件和导致失稳的时间域轨迹准确地重演失稳的事故现象提供系统和个别装置的动态反应缺点：需要大量的数据仿真时间长：每次仿真都耗费大量的CPU时间；多事故/运行状态的仿真不切实际需要工程经验对仿真结果进行详细解释仿真结果不能直接提供有关稳定的灵敏度信息连续的静态法（主要用于长过程仿真）Long-termstabilityanalysisforVoltageStabilityLong-termdynamicsanalysis完全的动态仿真不同的时段的问题:不同时段的程序的交替使用统一的程序Modeling

准确，简洁 非线性环节 模型的电压和频率适用范围数学方法： 容许计算的系统规模 长过程动态时刚性问题突出考虑非线性环节地方和国际性的实用程序美国PTI公司法国EDF公司美国电力科学研究院EPRI，USA加拿大PowerTech运用场合：日常系统分析协调控制量大小与控制时间各种控制和保护措施的时间配合研究系统详细现象事故重演分析获得准确的系统稳定边界简化分析(静态分析)的标准教学和培训动态和静态的综合法结合大扰动法(如连续潮流法、准稳态法)的模式分析法最有效的途径：综合使用各种互补的方法研究失稳现象的不同方面，或根据分析要求选用不同的方法。目前主要用确定的方法，以后概率的方法可能是可接受并必要的。离线研究和在线研究离线研究：多种运行状态，如一个（或更多）元件退出运行，考虑更严重的实时情况以防万一。在线工具：计算运行点的稳定性，如果不符合稳定判据，提出补救的措施。在缺乏在线研究时，将离线研究结果转换为能被在线监视和被调度员确认的稳定指标，如无功储备，传输功率等。离线研究和在线研究：模型应尽量一致。负荷：对稳定研究起决定性作用计及负荷的电压、频率特性有必要计入感应电动机模型负荷的暂态和长期模型，如受控热力负荷电压稳定研究时低电压网的负荷特性可能在某些情况下必须包括配电系统应包括高压网的LTC，无功补偿，电压调节控制；缺乏各元件详尽数据的情况下，怎么办？用恒功率模型是保守的方法吗？研究稳定特性时，需要进行参数灵敏度分析应该投入更多的工作，取得现场的负荷特性发电机和调压控制计及调压器的调差特性在模型中建立负荷补偿（如有）潮流中，应用励磁电流和定子电流限制，而不是无功最大功率静止无功系统当SVC工作在正常的电压控制范围内，用调差特性控制母线电压运行在极限范围外时，SVC变为电容器或电抗器。