电力系统稳定(精品).ppt

《电力系统稳定(精品).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统稳定(精品).ppt（67页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电力系统稳定电力系统稳定2010年3月 长沙1电力系统稳定部分电力系统稳定部分 主主要要介介绍绍电电力力系系统统安安全全稳稳定定计计算算分分析析的的基基本本内内容容、基基本本要要求求、计计算方法和稳定性判据。算方法和稳定性判据。2稳定计算的目的稳定计算的目的n随着我国电网的发展，特别是超大规模的大区互联电随着我国电网的发展，特别是超大规模的大区互联电网的形成，我国电力系统的安全稳定问题更加复杂，网的形成，我国电力系统的安全稳定问题更加复杂，如大区互联电力系统的动态特性、大区互联电网的运如大区互联电力系统的动态特性、大区互联电网的运行控制、受端系统的电压稳定性、交直流系统的相互行控制、受端系统的

2、电压稳定性、交直流系统的相互影响影响,以及电网安全稳定措施等问题日益突出，使我以及电网安全稳定措施等问题日益突出，使我国电力系统的安全稳定运行面临新的挑战，也对电力国电力系统的安全稳定运行面临新的挑战，也对电力系统安全稳定计算分析提出了新的要求。系统安全稳定计算分析提出了新的要求。3对稳定计算的要求对稳定计算的要求 除暂态稳定计算和再同步计算外，除暂态稳定计算和再同步计算外，还需完成还需完成N-1N-1静态安全分析、电力静态安全分析、电力系统动态稳定（包括小扰动和大系统动态稳定（包括小扰动和大扰动动态稳定）、电压稳定、频扰动动态稳定）、电压稳定、频率稳定方面的计算要求。率稳定方面的计算要求。4

3、稳定计算分析的总体要求稳定计算分析的总体要求 电力系统安全稳定计算应根据系统的电力系统安全稳定计算应根据系统的具体情况和要求，开展对系统的静态安全分具体情况和要求，开展对系统的静态安全分析、静态稳定计算、暂态稳定计算、动态稳析、静态稳定计算、暂态稳定计算、动态稳定计算、电压稳定计算、频率稳定计算以及定计算、电压稳定计算、频率稳定计算以及再同步计算，并对计算结果进行认真、详细再同步计算，并对计算结果进行认真、详细的分析，研究系统的基本稳定特性，检验规的分析，研究系统的基本稳定特性，检验规划电网的安全稳定水平，优化电网规划方案，划电网的安全稳定水平，优化电网规划方案，提出保证电网安全稳定运行的控制

4、策略和提提出保证电网安全稳定运行的控制策略和提高系统稳定水平的措施。高系统稳定水平的措施。5n静态稳定静态稳定：电力系统受到小干扰后，不发生非周期性：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。的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。n暂态稳定暂态稳定：电力系统受到大扰动后，各同步电机保持：电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。能力。n动态稳定动态稳定：电力系统受到小的或大的干扰后，在自动：电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性

5、调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。的能力。n电压稳定电压稳定:电力系统受到小的或大的扰动后，系统电电力系统受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。的能力。n再同步再同步：电力系统受到小的或大的扰动后，同步电机：电力系统受到小的或大的扰动后，同步电机经过短时间非同步运行过程后再恢复到同步运行方式。经过短时间非同步运行过程后再恢复到同步运行方式。6稳定性分类稳定性分类7n静态稳定静态稳定：在实际运行分析中，是指系统受在实际运行分析中，是指系统受到小扰动后不发生非周期性失稳的功角稳定性，到小扰

6、动后不发生非周期性失稳的功角稳定性，其物理特性是指与同步力矩相关的小扰动动态其物理特性是指与同步力矩相关的小扰动动态稳定性。主要用以定义系统正常运行和事故后稳定性。主要用以定义系统正常运行和事故后运行方式下的静稳定储备情况。运行方式下的静稳定储备情况。n小扰动动态稳定小扰动动态稳定：是指系统受到小扰动后不：是指系统受到小扰动后不方式周期性振荡失稳的功角稳定性，其物理特方式周期性振荡失稳的功角稳定性，其物理特性是指与阻尼力矩相关的小扰动动态稳定性。性是指与阻尼力矩相关的小扰动动态稳定性。主要用于分析系统正常运行和事故后运行方式主要用于分析系统正常运行和事故后运行方式下的阻尼特性。下的阻尼特性。8

7、n暂态稳定暂态稳定：主要指系统受到大扰动后第一、二摇摆主要指系统受到大扰动后第一、二摇摆的稳定性，用以确定系统暂态稳定极限和稳定措施，的稳定性，用以确定系统暂态稳定极限和稳定措施，其物理特性是指与同步力矩相关的暂态稳定性。在计其物理特性是指与同步力矩相关的暂态稳定性。在计算分析中允许采用恒定模型。算分析中允许采用恒定模型。n大扰动动态稳定大扰动动态稳定：主要指系统受到大扰动后，在系：主要指系统受到大扰动后，在系统动态元件和控制装置的作用下，保持系统稳定性的统动态元件和控制装置的作用下，保持系统稳定性的能力，其物理特性是指与阻尼力矩相关的大扰动动态能力，其物理特性是指与阻尼力矩相关的大扰动动态稳

8、定性。主要用于分析系统暂态稳定后的动态稳定性。稳定性。主要用于分析系统暂态稳定后的动态稳定性。在计算分析中，必须考虑详细的动态元件和控制装置在计算分析中，必须考虑详细的动态元件和控制装置的模型，如：励磁系统及其附加控制（的模型，如：励磁系统及其附加控制（PSSPSS）、原动机）、原动机调速器、电力电子装置等。调速器、电力电子装置等。9n频率稳定性频率稳定性：是指电力系统发生突然的有功功：是指电力系统发生突然的有功功率扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的率扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。主要用于研范围内，不发生频率崩溃的能力。主要用于研究系统的旋转备用容量和

9、低频减载配置的有效究系统的旋转备用容量和低频减载配置的有效性和合理性，以及机网协调问题。性和合理性，以及机网协调问题。n静态电压稳定静态电压稳定：是指系统受到小扰动后，系统：是指系统受到小扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。主要用以定义系统正常运行电压崩溃的能力。主要用以定义系统正常运行和事故后运行方式下的电压静稳定储备情况。和事故后运行方式下的电压静稳定储备情况。10n大扰动电压稳定大扰动电压稳定：包括暂态电压稳定、动态电：包括暂态电压稳定、动态电压稳定和中长期电压稳定，是指电力系统受到压稳定和中长期电压稳定，是指电力系

10、统受到大扰动后，系统不发生电压崩溃的能力。暂态大扰动后，系统不发生电压崩溃的能力。暂态电压稳定主要用于分析快速的崩溃问题，中长电压稳定主要用于分析快速的崩溃问题，中长期电压稳定主要用于分析系统在响应较慢的动期电压稳定主要用于分析系统在响应较慢的动态元件和控制装置的作用下的电压稳定性，如：态元件和控制装置的作用下的电压稳定性，如：有载调压变压器有载调压变压器（ULTCULTC）、发电机定子和转子过、发电机定子和转子过流和低励限制、可操作并联电容器、电压和频流和低励限制、可操作并联电容器、电压和频率的二次控制、恒温负荷等。率的二次控制、恒温负荷等。11 静态稳定计算分析静态稳定计算分析 n电力系统

11、静态稳定（包括静态功角稳定和静电力系统静态稳定（包括静态功角稳定和静态电压稳定）计算分析的目的是应用相应的态电压稳定）计算分析的目的是应用相应的判据确定电力系统逐个被加载运行点的静态判据确定电力系统逐个被加载运行点的静态稳定性，求取在给定方式下的静态输送功率稳定性，求取在给定方式下的静态输送功率极限和静稳定储备，检验给定运行方式的静极限和静稳定储备，检验给定运行方式的静稳定储备是否满足要求。稳定储备是否满足要求。n对于大电源送出线、联系薄弱的电网联络线、对于大电源送出线、联系薄弱的电网联络线、大受端系统、网络中的薄弱断面等需要进行大受端系统、网络中的薄弱断面等需要进行静态稳定分析。静态稳定分析

12、。12暂态稳定计算分析暂态稳定计算分析n暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态下，对系统的暂态稳定性进行校验，和故障形态下，对系统的暂态稳定性进行校验，研究保证电网安全稳定的控制策略，并对继电研究保证电网安全稳定的控制策略，并对继电保护和自动装置以及各种安全稳定措施提出相保护和自动装置以及各种安全稳定措施提出相应的要求。应的要求。13动态稳定计算分析动态稳定计算分析n动态稳定可分小扰动动态稳定和大扰动动态稳定。小动态稳定可分小扰动动态稳定和大扰动动态稳定。小扰动动态稳定是指扰动量足够小，系统可用线性化状扰动动态稳定是指扰动量足够小，系统可用线

13、性化状态方程描述的动态稳定过程。大扰动动态稳定是指扰态方程描述的动态稳定过程。大扰动动态稳定是指扰动量大到系统必须用非线性方程来描述的动态稳定过动量大到系统必须用非线性方程来描述的动态稳定过程。程。n动态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障动态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态（包括小扰动和大扰动）下，对系统的动态稳定形态（包括小扰动和大扰动）下，对系统的动态稳定性进行校验，确定系统中是否存在负阻尼或弱阻尼振性进行校验，确定系统中是否存在负阻尼或弱阻尼振荡模式，并对系统中敏感断面的潮流控制、提高系统荡模式，并对系统中敏感断面的潮流控制、提高系统阻尼特性的措施、并网机组励磁及其

14、附加控制系统和阻尼特性的措施、并网机组励磁及其附加控制系统和调速系统的配置和参数优化以及各种安全稳定措施提调速系统的配置和参数优化以及各种安全稳定措施提出相应的要求。出相应的要求。14电压稳定计算分析电压稳定计算分析n电压稳定计算分析的目的是在规定电压稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态下，对系统的运行方式和故障形态下，对系统的电压稳定性进行校验，并对系统的电压稳定性进行校验，并对系统电压稳定控制策略、低电压减负荷电压稳定控制策略、低电压减负荷方案、无功补偿配置以及各种安全方案、无功补偿配置以及各种安全稳定措施提出相应的要求。稳定措施提出相应的要求。15频率稳定计算分析频率稳定计算分

15、析n频率稳定计算目的是，当系统的全部频率稳定计算目的是，当系统的全部或解列后的局部出现较大的有功功率或解列后的局部出现较大的有功功率扰动造成系统频率大范围波动时，对扰动造成系统频率大范围波动时，对系统的频率稳定性进行计算分析，并系统的频率稳定性进行计算分析，并对系统的频率稳定控制对策、低频减对系统的频率稳定控制对策、低频减负荷方案、机网协调策略以及各种安负荷方案、机网协调策略以及各种安全稳定措施提出相应的要求。全稳定措施提出相应的要求。16特殊方式特殊方式 包括节假日运行方式、主干线路、包括节假日运行方式、主干线路、变压器或其他系统重要元件、设备变压器或其他系统重要元件、设备计划外检修，电网主

16、要安全稳定控计划外检修，电网主要安全稳定控制装置退出，以及其它对系统安全制装置退出，以及其它对系统安全稳定运行影响较为严重的方式。稳定运行影响较为严重的方式。17故障地点和故障类型故障地点和故障类型n故障地点应选取对系统稳定不利的地点。线故障地点应选取对系统稳定不利的地点。线路故障一般应选在线路两侧变电站出口，变路故障一般应选在线路两侧变电站出口，变压器故障一般应选在高压侧或中压侧出口，压器故障一般应选在高压侧或中压侧出口，发电机出口故障应选在升压变高压侧出口。发电机出口故障应选在升压变高压侧出口。n故障类型应根据故障类型应根据电力系统安全稳定导则电力系统安全稳定导则的要求，根据计算的具体需要

17、选取。的要求，根据计算的具体需要选取。18线路单相永久故障、三相无故障断开导线路单相永久故障、三相无故障断开导致系统稳定破坏时，一般应通过调整电致系统稳定破坏时，一般应通过调整电网运行方式等方法保证系统稳定，不再网运行方式等方法保证系统稳定，不再采取切机、切负荷等稳定控制措施。采取切机、切负荷等稳定控制措施。对于瞬时故障，应在不采取切机、切负对于瞬时故障，应在不采取切机、切负荷等稳定控制措施的条件下保持系统稳荷等稳定控制措施的条件下保持系统稳定。定。193 电力系统安全稳定计算分析的基础条件3.4.2 3.4.2 故障切除时间故障切除时间 故障切除时间为从故障起始至断路器断故障切除时间为从故障

18、起始至断路器断弧的时间，主要包括保护动作时间、中弧的时间，主要包括保护动作时间、中间继电器时间和断路器全开断时间等，间继电器时间和断路器全开断时间等，一般按下列数据选取：一般按下列数据选取：（1 1）220kV220kV线路线路 近故障点侧：近故障点侧：0.120.12秒；秒；远故障点侧：远故障点侧：0.120.12秒。秒。203 电力系统安全稳定计算分析的基础条件 （2 2）330kV330kV线路线路 近故障点侧：0.1秒；远故障点侧：0.1秒。（3 3）500kV500kV线路线路 近故障点侧：0.09秒；远故障点侧：0.1秒。21故障切除时间故障切除时间 母线、变压器的故障切除时间按同

19、母线、变压器的故障切除时间按同电压等级线路近端故障切除时间考虑。电压等级线路近端故障切除时间考虑。对于保护与开关的动作时间不能达对于保护与开关的动作时间不能达到上述故障切除时间要求的老旧设备，到上述故障切除时间要求的老旧设备，应进行整改，完成整改前其故障切除应进行整改，完成整改前其故障切除时间可暂按当前实际情况考虑。时间可暂按当前实际情况考虑。22重合闸时间重合闸时间 重合闸时间为从故障切除后到重合闸时间为从故障切除后到断路器主断口重新合上的时间，断路器主断口重新合上的时间，主要包括重合闸整定时间和断路主要包括重合闸整定时间和断路器固有合闸时间。应根据系统条器固有合闸时间。应根据系统条件、系统

20、稳定的需要等因素确定。件、系统稳定的需要等因素确定。23在系统运行和系统规划中特别需要时，对于保在系统运行和系统规划中特别需要时，对于保护和开关动作时间较快的先进设备，允许按设护和开关动作时间较快的先进设备，允许按设备的实际情况适当提高近端故障切除时间，但备的实际情况适当提高近端故障切除时间，但不应超过下列允许值：不应超过下列允许值：220kV220kV线路线路 近故障点侧：近故障点侧：0.10.1秒秒 330kV330kV线路线路 近故障点侧：近故障点侧：0.090.09秒秒 500kV500kV线路线路 近故障点侧：近故障点侧：0.080.08秒秒24初始潮流计算初始潮流计算运行方式安排运

21、行方式安排（1 1）根根据据所所研研究究的的运运行行方方式式，考考虑虑电电厂厂的的开开停停机机计计划划，负负荷荷曲曲线线，网网络络结结构构等等实实际际情情况况，确确定定系系统统的的基基本本潮潮流流，作作为为稳稳定计算的初始方式。定计算的初始方式。（2 2）应应结结合合实实际际需需要要调调整整开开机机方方式式和和负负荷荷水水平平，考考虑虑实实际际可可能能出现的不利的情况，安排潮流计算方式。出现的不利的情况，安排潮流计算方式。（3 3）负负荷荷的的有有功功功功率率和和无无功功功功率率应应符符合合实实际际。要要加加强强对对实实际际负负荷荷的的分分析析，在在计计算算中中体体现现运运行行中中可可能能出出

22、现现的的不不利利情情况况。负负荷荷的的功功率率因因数数要要根根据据实实际际情情况况进进行行核核实实。对对某某些些特特殊殊类类型型的负荷（如整流负荷）要特别予以关注。的负荷（如整流负荷）要特别予以关注。25（4 4）有有功功旋旋转转备备用用和和无无功功储储备备应应满满足足电电力力系系统统安安全全稳稳定定导导则则要要求求。一一般般按按不不大大于于2 25 5的的实实际际负负荷荷确确定定有有功功旋旋转转备备用用。在在满满足足旋旋转转备备用用容容量量的的基基础础上上应应少少开开机机组组，特特别别是是不不留留空空转转机机组组。在在研研究究送送端端系系统统输输电电能能力力时时，送送端端系系统统允允许许不不

23、考考虑虑旋旋转转备备用用；在在研研究究受受端端系系统统失失去去大大电电源源时时，应应考考虑虑送送端端系系统统实实际际可可能的旋转备用。能的旋转备用。（5 5）厂厂用用电电一一般般应应按按负负荷荷考考虑虑，不不能能直直接接在在发发电电出出力力中中扣扣除除。火火电电机机组组的的厂厂用用电电负负荷荷按按实实际际情况确定，水电机组可以忽略厂用负荷。情况确定，水电机组可以忽略厂用负荷。26潮流计算潮流计算n在运行方式初始潮流计算时应注意如下问题：在运行方式初始潮流计算时应注意如下问题：（1）无无功功功功率率平平衡衡和和补补偿偿应应按按电电力力系系统统安安全全稳稳定定导导则则和和电电力力系系统统电电压压和

24、和无无功功电电力力技技术术导导则则的的要要求求，无无功功补补偿偿基基本本分分层层、分分区区平平衡衡，避避免免无无功功功功率率在在各各电电压压层层间间流流动动和和长长距距离离输输送送无无功功功功率率。受受端端系系统统还还应应考考虑虑足足够够的的动动态态无无功功备备用用容容量量。实实际际运运行行中中不不能能满满足足上上述述要要求求时时，则则按按实实际际可可能能出出现现的的对对系系统统稳稳定定不不利利的的情情况况进进行行计算。计算。27n在在系系统统低低谷谷期期间间如如需需要要发发电电机机（调调相相机机）吸吸收收无无功功功功率率时时，应应按按制制造造厂厂规规定定或或实实际际试试验验结结果果，以以及及

25、实实际际运运行行可可以以达达到到的的进进相相程程度度确确定定机机组组吸吸收无功功率的上限值。收无功功率的上限值。（2 2）机机组组的的无无功功出出力力要要按按实实际际的的最最大大、最最小小能能力力来来考考虑虑，应应按按照照机机组组实实际际的的PQPQ曲曲线线设设置置无无功功上上下限，当无功达到限值时应自动转换为下限，当无功达到限值时应自动转换为PQPQ节点。节点。（3 3）一一般般情情况况下下“平平衡衡机机”应应设设在在本本系系统统中中大大容容量量调调频频机机组组。平平衡衡机机的的有有功功及及无无功功功功率率不不能能超超出正常范围。出正常范围。28初始潮流计算结果初始潮流计算结果n除除需需要要

26、研研究究的的特特定定潮潮流流方方式式外外，初初始始正正常常潮潮流流计计算算结果应符合以下要求结果应符合以下要求:（1 1）电电厂厂母母线线电电压压在在0.950.951.05 1.05 p.up.u.（平平均均额额定定电电压压为为基准）范围内，并且机组的无功不超发；基准）范围内，并且机组的无功不超发；（2 2）线路及变压器均不过载，并满足）线路及变压器均不过载，并满足N-1N-1静态安全的要求；静态安全的要求；（3 3）无功功率分布符合分层、分区平衡的原则。）无功功率分布符合分层、分区平衡的原则。n如如果果不不能能满满足足上上述述要要求求，则则应应通通过过调调节节机机组组出出力力、投投退退无无

27、功功补补偿偿装装置置、调调整整负负荷荷大大小小及及其其功功率率因因数数等等方方法法使使之之满满足足要要求求，并并将将所所进进行行的的调调整整作作为为该该方方式式运行的必要条件提出。运行的必要条件提出。29静态安全分析静态安全分析n静静态态安安全全分分析析一一般般采采用用N-1N-1开开断断计计算算方方法法，在在所所研研究究的的潮潮流流方方式式基基础础上上，逐逐个个无无故故障障断断开开线线路路、变变压压器器等等单单一一元元件件，再再进进行行潮潮流流计计算算，获获得得N-1N-1开开断断后后的的潮潮流分布。流分布。n静静态态安安全全分分析析的的主主要要判判据据是是N-1N-1开开断断后后设设备备不

28、不过过载载，系统母线电压不越限。系统母线电压不越限。n某某些些元元件件开开断断后后可可能能导导致致潮潮流流计计算算不不收收敛敛，原原因因可可能能是是元元件件开开断断导导致致局局部部孤孤立立子子系系统统或或开开断断导导致致局局部部系系统统有有功功功功率率或或无无功功功功率率平平衡衡不不好好。前前者者是是网网络络结结构构导导致致潮潮流流计计算算不不收收敛敛；后后者者对对系系统统的的稳稳定定性性影影响响较较大大，应应作作进进一一步步分分析析，找找出出原原因因，采采取取措措施施使使潮潮流收敛，并在后续的稳定计算中予以关注。流收敛，并在后续的稳定计算中予以关注。30n静静态态安安全全分分析析的的计计算算

29、主主要要基基于于潮潮流流计计算算，在在基基本本潮潮流流方方式式的的基基础础上上，采采用用快快速速算算法法（如如补补偿偿算算法法）进进行行N-1N-1元元件件开开断断计计算算，得得到到N-1N-1后后的的稳稳态态运运行行状状态态，分分析析N-1N-1后后系系统统运运行行状状态态是是否否满满足足各各种种约约束束条条件件，主主要要指系统设备是否过载，母线电压是否越限。指系统设备是否过载，母线电压是否越限。n一一般般要要求求潮潮流流计计算算程程序序具具备备自自动动N-1N-1开开断断计计算算和和分分析析功功能能。也也可可以以由由用用户户逐逐一一开开断断一些关键元件，进行潮流计算分析。一些关键元件，进行

30、潮流计算分析。31暂态稳定计算暂态稳定计算 在暂态稳定计算中应考虑的静态元件在暂态稳定计算中应考虑的静态元件数学模型主要包括：数学模型主要包括：n电力网络方程；电力网络方程；n同步发电机电压方程；同步发电机电压方程；n负荷的静态特性方程；负荷的静态特性方程；n直流线路的电压方程。直流线路的电压方程。32暂态稳定计算的数学方法暂态稳定计算的数学方法n暂态稳定计算分析一般采用基于暂态稳定计算分析一般采用基于数值积分的时域仿真程序，即用数值积分的时域仿真程序，即用数值积分方法求出描述受扰运动数值积分方法求出描述受扰运动方程的时域解，然后利用各发电方程的时域解，然后利用各发电机转子之间相对角度的变化、

31、系机转子之间相对角度的变化、系统电压和频率的变化，来判断系统电压和频率的变化，来判断系统的稳定性。统的稳定性。3334暂态稳定的判据暂态稳定的判据n功功角角暂暂态态稳稳定定判判据据是是，电电网网遭遭受受每每一一次次大大扰扰动动后后，引引起起电电力力系系统统各各机机组组之之间间功功角角相相对增大，在经过第一、第二摇摆不失步。对增大，在经过第一、第二摇摆不失步。n在在分分析析暂暂态态和和动动态态稳稳定定计计算算的的相相对对角角度度摇摇摆摆曲曲线线时时，遇遇到到如如下下情情况况，应应认认为为主主系系统统是稳定的。是稳定的。（1）多多机机复复杂杂系系统统在在摇摇摆摆过过程程中中，任任两两机机组组间间的

32、的相相对对角角度度达达到到200或或更更大大，但但仍仍能能恢恢复复到同步衰减而逐渐稳定。到同步衰减而逐渐稳定。354 安全稳定计算的方法和判据（2）在在系系统统振振荡荡过过程程中中，只只是是某某一一个个别别小小机机组组或或终终端端地地区区小小电电源源失失去去稳稳定定，而而主主系系统统和和大大机机组组不不失失稳稳，这这时时若若自自动动解解列列失失稳稳的的小小机机组组或或终终端地区小电源，仍然认为主系统是稳定的。端地区小电源，仍然认为主系统是稳定的。（3）受受端端系系统统的的中中、小小型型同同步步调调相相机机失失去去稳稳定定，而而系系统统中中各各主主要要机机组组之之间间不不失失去去稳稳定定，则则应

33、应认认为为主主系系统统是是稳稳定定的的。对对调调相相机机则则可可根根据据失失稳稳时时调调相相机机出出口口的的最最低低电电压压（振振荡荡时时电电压压的的最最低低值值）处处理理。如如该该电电压压过过低低，调调相相机机不不易易再再同同步步，应应采采取取解解列列措措施施；如如该该电电压压较较高高，则则调相机可能对系统再同步成功。调相机可能对系统再同步成功。36暂暂态态稳稳定定计计算算是是最最常常规规的的稳稳定定计计算算，在在以以往往的的计计算算中中，允允许许采采用用较较简简单单的的模模型型，如如E Eq q恒恒定定。应应该该指指出出的的是是，在在考考虑虑了了发发电电机机详详细细模模型型和和励励磁磁、调

34、调速速等等控控制制系系统统模模型型的的计计算算分分析析中中，系系统统受受到到大大扰扰动动后后的的第第一一、二二摇摇摆摆的的稳稳定定性性问问题题，仍仍然然属属于于暂暂态态稳稳定定范范畴畴。暂暂态态稳稳定定的的判判据据和和暂暂态态稳稳定定控控制制措措施依然适用。施依然适用。37动态稳定动态稳定n电力系统动态稳定计算分为小扰动动态稳定计算和电力系统动态稳定计算分为小扰动动态稳定计算和大扰动动态稳定计算。前者多采用基于电力系统线大扰动动态稳定计算。前者多采用基于电力系统线性化模型的特征值分析法；后者采用基于数值积分性化模型的特征值分析法；后者采用基于数值积分的时域仿真方法。的时域仿真方法。n动态稳定性

35、的判据是阻尼力矩系数或阻尼功率系数动态稳定性的判据是阻尼力矩系数或阻尼功率系数大于零，即，大于零，即，系统是动态稳定的；，系统是动态稳定的；，系统是动态不，系统是动态不稳定的；稳定的；，是临界状态，也应视为不稳定。，是临界状态，也应视为不稳定。38小扰动动态稳定计算小扰动动态稳定计算（1）电力系统小扰动动态稳定计算分析的基本内容应）电力系统小扰动动态稳定计算分析的基本内容应包括：包括：系统特征值计算；系统特征值计算；系统中主导振荡模式的阻尼比分析；系统中主导振荡模式的阻尼比分析；系统中负阻尼或弱阻尼振荡模式的模态分析系统中负阻尼或弱阻尼振荡模式的模态分析（参与因子分析、特征向量分析、特征值灵（

36、参与因子分析、特征向量分析、特征值灵敏度分析等）；敏度分析等）；在模态分析的基础上，选定电力系统稳定器在模态分析的基础上，选定电力系统稳定器的配置方案；的配置方案；选择电力系统稳定器的参数；选择电力系统稳定器的参数；校核电力系统稳定器的阻尼效果。校核电力系统稳定器的阻尼效果。39（2 2）基于特征值的阻尼比计算）基于特征值的阻尼比计算 对于特征值对于特征值i=i+ji，则有：，则有：式中：式中：-i为衰减系数（为衰减系数（1/1/秒）；秒）；i为振荡角频率（弧度为振荡角频率（弧度/秒）；秒）；i为阻尼比。为阻尼比。40（3 3）小扰动动态稳定性运行标准）小扰动动态稳定性运行标准 动动态态稳稳定

37、定性性的的判判据据在在频频域域解解上上表表现现为为是是各各个个振振荡荡模模式式的的阻阻尼尼比比大大于于零零。为为保保证证系系统统具具有有适适宜宜的的小小扰动动态稳定性，系统阻尼比应达到以下标准：扰动动态稳定性，系统阻尼比应达到以下标准：n阻尼比小于阻尼比小于0 0为负阻尼为负阻尼,系统不能稳定运行；系统不能稳定运行；n阻尼比介于阻尼比介于0 00.020.02为弱阻尼；为弱阻尼；n阻阻尼尼比比介介于于0.020.020.030.03为为较较弱弱阻阻尼尼，在在正正常常方方式式下下，区区域域振振荡荡模模式式以以及及与与主主要要大大电电厂厂、大大机机组组强强相关的振荡模式的阻尼比一般应达到相关的振荡

38、模式的阻尼比一般应达到0.030.03以上；以上；n阻阻尼尼比比介介于于0.040.040.050.05为为适适宜宜阻阻尼尼；阻阻尼尼比比大大于于0.050.05，系统动态特性较好。，系统动态特性较好。n故故障障后后的的特特殊殊运运行行方方式式下下，阻阻尼尼比比至至少少应应达达到到0.010.010.0150.015。41大扰动动态稳定计算大扰动动态稳定计算（1 1）大扰动动态稳定的计算时间应达到）大扰动动态稳定的计算时间应达到10101515个振个振荡周期，根据功角摇摆曲线、有功功率振荡曲荡周期，根据功角摇摆曲线、有功功率振荡曲线和中枢点电压变化曲线可以确定系统的大扰线和中枢点电压变化曲线可

39、以确定系统的大扰动动态稳定性。动动态稳定性。（2 2）在其它稳定计算中发现有弱阻尼振荡趋势时，）在其它稳定计算中发现有弱阻尼振荡趋势时，应进行大扰动动态稳定计算。应进行大扰动动态稳定计算。（3 3）对未列入需进行暂态稳定计算的、但通过分析）对未列入需进行暂态稳定计算的、但通过分析有可能造成功率大转移、形成局部弱联的故障，有可能造成功率大转移、形成局部弱联的故障，也要进行大扰动动态稳定计算分析。也要进行大扰动动态稳定计算分析。42大扰动暂态电压稳定和动态电压稳定计算大扰动暂态电压稳定和动态电压稳定计算n大扰动暂态电压稳定和动态电压稳定计算所大扰动暂态电压稳定和动态电压稳定计算所采用的数学模型和暂

40、态稳定计算基本相同，采用的数学模型和暂态稳定计算基本相同，可采用常规的时域仿真程序进行计算分析。可采用常规的时域仿真程序进行计算分析。n在暂态和动态过程中，必须详细考虑负荷动在暂态和动态过程中，必须详细考虑负荷动态特性、发电机及其励磁系统和调速系统、态特性、发电机及其励磁系统和调速系统、发电机过励限制特性、发电机强励动作特性、发电机过励限制特性、发电机强励动作特性、无功补偿装置、直流输电系统、低压减负荷无功补偿装置、直流输电系统、低压减负荷等元件和控制装置的数学模型。等元件和控制装置的数学模型。43中长期电压稳定计算中长期电压稳定计算n中长期动态过程中，除了需要详细模拟暂态电压稳中长期动态过程

41、中，除了需要详细模拟暂态电压稳定计算所要求的元件外，还必须考虑有载调压变压定计算所要求的元件外，还必须考虑有载调压变压器（器（ULTCULTC）、发电机定子和转子过流限制、过励和）、发电机定子和转子过流限制、过励和低励限制、自动投切并联电容器和电抗器、电压和低励限制、自动投切并联电容器和电抗器、电压和频率的二次控制、恒温控制的负荷等元件的数学模频率的二次控制、恒温控制的负荷等元件的数学模型。型。n中长期电压稳定计算可采用专门的中长期动态仿真中长期电压稳定计算可采用专门的中长期动态仿真程序或扩展的暂态稳定程序（能够模拟上述元件的程序或扩展的暂态稳定程序（能够模拟上述元件的动态过程）进行计算分析。

42、动态过程）进行计算分析。n特殊需要或事故分析时进行中长期电压稳定分析。特殊需要或事故分析时进行中长期电压稳定分析。44电压稳定性判据电压稳定性判据n电压稳定的失稳判据可采用实用判据，根据电压稳定的失稳判据可采用实用判据，根据电压中枢点母线电压下降幅度和持续时间进电压中枢点母线电压下降幅度和持续时间进行判别，即动态过程中系统电压中枢点母线行判别，即动态过程中系统电压中枢点母线电压下降持续（一般为电压下降持续（一般为1 1秒）低于限定值秒）低于限定值（一般为（一般为0.75 0.75 p.up.u.），就认为系统或负荷），就认为系统或负荷电压不稳定。电压不稳定。n应注意区别由功角振荡导致电压大幅度

43、波动应注意区别由功角振荡导致电压大幅度波动造成的低电压和电压失稳造成的电压严重降造成的低电压和电压失稳造成的电压严重降低。低。45大扰动电压稳定判据大扰动电压稳定判据n电电力力系系统统安安全全稳稳定定导导则则给给出出了了大大扰扰动动电电压压稳稳定定性性的的实实用用判判据据，学学习习辅辅导导建建议议以以母母线线电电压压持持续续（一一般般为为1 1秒秒）低低于于限限定定值值（一一般般为为0.75p.u.0.75p.u.）后后，则则判判定定系系统统电电压压不不稳稳定定。这这主主要要是是考考虑虑母母线线较较长长时时间间低低电电压压后后，可可能能导导致致大大量量感感应应电电动动机机无无法法运运行行，而损

44、失负荷，所以认为电压不稳定。而损失负荷，所以认为电压不稳定。46频率稳定频率稳定正常方式下的频率稳定计算正常方式下的频率稳定计算n系统出现大功率缺额或系统解列成为孤岛系统出现大功率缺额或系统解列成为孤岛系统时出现大的功率不平衡时，需要进行系统时出现大的功率不平衡时，需要进行频率稳定计算。计算中应考虑可能出现的频率稳定计算。计算中应考虑可能出现的最大功率不平衡，系统解列成几个部分运最大功率不平衡，系统解列成几个部分运行时，还必须考虑解列后各子系统可能发行时，还必须考虑解列后各子系统可能发生的最大功率缺额或功率过剩。如系统中生的最大功率缺额或功率过剩。如系统中最大的（或几个）发电机组切除、系统联最

45、大的（或几个）发电机组切除、系统联络线断开、远距离输电线路断开、直流闭络线断开、远距离输电线路断开、直流闭锁等。锁等。47n频率稳定计算可采用时域仿真程序，系统模型应频率稳定计算可采用时域仿真程序，系统模型应考虑详细的发电机模型、原动机调速系统模型，考虑详细的发电机模型、原动机调速系统模型，以及励磁系统模型、负荷频率特性，必须模拟以及励磁系统模型、负荷频率特性，必须模拟低频自动减负荷、低频解列、高频或低频切机、低频自动减负荷、低频解列、高频或低频切机、水轮发电机低频自启动等频率相关自动装置。水轮发电机低频自启动等频率相关自动装置。长过程频率稳定问题还要模拟发电机组原动机长过程频率稳定问题还要模

46、拟发电机组原动机及其动力系统的动态特性。及其动力系统的动态特性。n在频率稳定的计算中，还要观察系统解列、负荷在频率稳定的计算中，还要观察系统解列、负荷切除对有关设备和元件的影响，如线路等设备切除对有关设备和元件的影响，如线路等设备是否过载，系统中枢点电压是否超过允许范围是否过载，系统中枢点电压是否超过允许范围等。等。48孤岛系统的功率平衡孤岛系统的功率平衡n事故过程中，系统发生解列时，要分析解事故过程中，系统发生解列时，要分析解列后各子系统的有功功率平衡情况，采取列后各子系统的有功功率平衡情况，采取必要的低频切负荷、高频切机等措施，保必要的低频切负荷、高频切机等措施，保证各子系统不发生频率崩溃

47、。证各子系统不发生频率崩溃。频率稳定的判据频率稳定的判据n频率稳定的判据是系统频率能迅速恢复到频率稳定的判据是系统频率能迅速恢复到额定频率附近继续运行，不发生频率崩溃，额定频率附近继续运行，不发生频率崩溃，也不使事件后的系统频率长期悬浮于某一也不使事件后的系统频率长期悬浮于某一过高或过低的数值。具体标准如下：过高或过低的数值。具体标准如下：49（1 1）在任何情况下的频率下降过程中，应保证系统低频值）在任何情况下的频率下降过程中，应保证系统低频值与所经历的时间，能与运行中机组的自动低频保护和与所经历的时间，能与运行中机组的自动低频保护和联合电网间联络线的低频解列保护相配合，频率下降联合电网间联

48、络线的低频解列保护相配合，频率下降的最低值还必须大于核电厂冷却介质泵低频保护的整的最低值还必须大于核电厂冷却介质泵低频保护的整定值，以及直流系统对频率的要求，并留有一定的裕定值，以及直流系统对频率的要求，并留有一定的裕度。度。（2 2）自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳态频率）自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳态频率恢复到正常水平。如果系统频率长时间悬浮在低于恢复到正常水平。如果系统频率长时间悬浮在低于49.0Hz49.0Hz的水平，则应考虑长延时的特殊轮的配置和动的水平，则应考虑长延时的特殊轮的配置和动作情况。作情况。（3 3）孤岛系统频率升高或因切负荷引起恢复时的频率过调，）孤

49、岛系统频率升高或因切负荷引起恢复时的频率过调，其最大值不应超过其最大值不应超过51Hz51Hz，并必须与运行中机组的过频，并必须与运行中机组的过频率保护相协调，且留有一定裕度，避免高度自动控制率保护相协调，且留有一定裕度，避免高度自动控制的大型汽轮机组在过频率的过程中的可能误断开，进的大型汽轮机组在过频率的过程中的可能误断开，进一步扩大事故。一步扩大事故。50 51提高稳定性的措施提高稳定性的措施 进行安全稳定计算分析时，应针对进行安全稳定计算分析时，应针对要分析的问题，注意选取可能出现要分析的问题，注意选取可能出现的对安全稳定不利的运行方式进行的对安全稳定不利的运行方式进行校验，如要注意开机

50、方式、负荷变校验，如要注意开机方式、负荷变化、无功补偿配置、直流输电运行化、无功补偿配置、直流输电运行方式、抽水蓄能机组运行工况、远方式、抽水蓄能机组运行工况、远方机组送电水平、以及潮流分布、方机组送电水平、以及潮流分布、电压水平、旋转备用容量等对稳定电压水平、旋转备用容量等对稳定性的影响。性的影响。52稳定计算结果分析稳定计算结果分析 （1 1）在表述稳定计算结果时，一般应给出以下内容。）在表述稳定计算结果时，一般应给出以下内容。a.a.计算方式：联网方式、结线方式、相关机组开机计算方式：联网方式、结线方式、相关机组开机方式、相关元件的潮流、相关母线的电压、相关方式、相关元件的潮流、相关母线