电力系统中长期稳定性分析课件优秀PPT.ppt

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1、电力系统中长期稳定性分析课件你现在浏览的是第一页，共69页目目 录录 一概述一概述二复杂电力系统静态稳定分析二复杂电力系统静态稳定分析 四电力系统低频振荡分析及解决方法四电力系统低频振荡分析及解决方法 三三复杂电力系统暂态稳定性分析复杂电力系统暂态稳定性分析五五电力系统电压稳定性分析及处理措施电力系统电压稳定性分析及处理措施 六电力系统中、长期稳定性研究六电力系统中、长期稳定性研究 你现在浏览的是第二页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究一概述一概述二严重扰动时的发电厂响应二严重扰动时的发电厂响应 三中长期动态响应的模拟三中长期动态响应的模拟 你现在浏览的

2、是第三页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第六页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第七页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第八页，共69页第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第九页，共69页 然然而而，偶偶而

3、而会会有有一一种种不不经经常常发发生生的的情情况况和和事事件件的的组组合合，造造成成互互联联系系统统的的一一部部分分完完全全解解列列并并形形成成一一个个或或多多个个电电气气上上孤孤立立的的电电网网。起起始始事事件件通通常常为为较较正正常常设设计计远远为为严严重重的的事事故故，例例如如由由闪闪电电、冰冰雹雹或或通通信信设设备备的的误误动动引引起起的的几几条条输输电电线线跳跳开开。由由起起始始事事件件引引发发的的一一些些事事件件，使使系系统统状状况况进进一一步步恶恶化化，从而造成不可控的连锁性停运。从而造成不可控的连锁性停运。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏

4、览的是第十页，共69页 在在后后续续的的状状况况中中，可可能能存存在在频频率率的的大大范范围围波波动动(48-53Hz)(48-53Hz)和和电电压压的的大大幅幅度度变变化化(为为扰扰动动前前的的5050-120-120)，使使系系统统状状况况恶恶化化至至极极端端状状态态，结结果果使使系系统统失失去去相相当当大大部部分分负负荷荷。在在这这些些情情况况下下，控控制制系系统统和和保保护护系系统统的的动动作作将将支支配配系系统统的的响响应应。但但系系统统状状况况常常常常因因保保护护和和控控制制系系统统的的协协调调不不良良而而恶恶化化。紧紧急急控控制制的的目目的就是尽可能多地挽救系统以避免整体瓦解。的

5、就是尽可能多地挽救系统以避免整体瓦解。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十一页，共69页二、系统解列时孤岛的运行状况二、系统解列时孤岛的运行状况 系统对孤岛运行状况的响应基本为一系统对孤岛运行状况的响应基本为一持续的频率动态过程。因此在确定系统持续的频率动态过程。因此在确定系统动态特性时，速度控制及随后的原动机动态特性时，速度控制及随后的原动机和能量供应系统的响应起着主要作用。和能量供应系统的响应起着主要作用。同时还常常伴随着电压偏高或偏低的现同时还常常伴随着电压偏高或偏低的现象。象。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究

6、你现在浏览的是第十二页，共69页1 1发电量不足的孤立电网发电量不足的孤立电网 在一个总发电出力小于总负荷的子电网在一个总发电出力小于总负荷的子电网中，频率将下降。如该电网的旋转备用中，频率将下降。如该电网的旋转备用充足，几秒钟内系统频率便可恢复到接充足，几秒钟内系统频率便可恢复到接近正常值。若是能快速增加的发电量不近正常值。若是能快速增加的发电量不足，则频率可能降低到导致低频保护继足，则频率可能降低到导致低频保护继电器动作切除火电机组，使情况更为严电器动作切除火电机组，使情况更为严重。因此，通常采用低周减载方案，将重。因此，通常采用低周减载方案，将子电网中的负荷减少，使现有发电量满子电网中的

7、负荷减少，使现有发电量满足负荷需求。足负荷需求。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十三页，共69页 因此，在一个发电量不足的孤立电网中，因此，在一个发电量不足的孤立电网中，系统初始的暂态过程取决于发电厂旋转备系统初始的暂态过程取决于发电厂旋转备用和低周减载的响应。几秒钟内便可到达用和低周减载的响应。几秒钟内便可到达频率的最低值。过了该点后，系统频率响频率的最低值。过了该点后，系统频率响应取决于原动机及其调速器的特性。应取决于原动机及其调速器的特性。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十四页，共69页2 2

8、发电量过剩的孤立电网发电量过剩的孤立电网 在一个发电量过剩的孤立电网中，频率在一个发电量过剩的孤立电网中，频率将上升，调速系统的响应将降低汽轮机将上升，调速系统的响应将降低汽轮机产生的机械功率。实际上发电厂经受了产生的机械功率。实际上发电厂经受了一次一次“部分甩负荷部分甩负荷”。该孤立电网的性。该孤立电网的性能及其维持稳定而不失负荷的能力取决能及其维持稳定而不失负荷的能力取决于电厂承受部分甩负荷的能力。于电厂承受部分甩负荷的能力。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十五页，共69页3 3无功功率平衡无功功率平衡 孤立电网的性能也受电网无功功率平衡的孤

9、立电网的性能也受电网无功功率平衡的影响。无功出力和无功负荷的严重不平衡影响。无功出力和无功负荷的严重不平衡会导致电压偏高或偏低的情况。发电机过会导致电压偏高或偏低的情况。发电机过励欠励限制器可能会动作。极端情况下，励欠励限制器可能会动作。极端情况下，保护会导致发电机组跳闸。例如，孤立电保护会导致发电机组跳闸。例如，孤立电网超高压线路和或电缆轻载时，会使发网超高压线路和或电缆轻载时，会使发电机吸收大量的无功功率，若不迅速调整，电机吸收大量的无功功率，若不迅速调整，则发电机会因失磁保护而切机。则发电机会因失磁保护而切机。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是

10、第十六页，共69页4 4发电厂厂用电发电厂厂用电 供电电压和频率的变化，特别是下降，会供电电压和频率的变化，特别是下降，会降低由感应电动机驱动的发电厂辅机性能。降低由感应电动机驱动的发电厂辅机性能。如循环水、冷凝水、加热器疏水及给水相如循环水、冷凝水、加热器疏水及给水相关的泵。这些泵的性能下降可能导致冷凝关的泵。这些泵的性能下降可能导致冷凝器器失去失去真空、汽轮机排汽温度增高以及冷真空、汽轮机排汽温度增高以及冷凝水给水流量不足。凝水给水流量不足。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十七页，共69页 许多核电厂有低电压和低频率继电器，当许多核电厂有低电

11、压和低频率继电器，当电压过低电压过低(典型值为额定值的典型值为额定值的7070)和频率和频率过低过低(典型值为典型值为49.2Hz)49.2Hz)时断开电厂。时断开电厂。发电厂的电动机，通常在其起动和保护回发电厂的电动机，通常在其起动和保护回路中应用电磁式接触器和继电器，当发生路中应用电磁式接触器和继电器，当发生严重的或长时间的电压下降时，这些接触严重的或长时间的电压下降时，这些接触器和继电器将动作使电动机与电源断开。器和继电器将动作使电动机与电源断开。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十八页，共69页5 5系统恢复系统恢复 当孤立电网达到稳态时，

12、运行人员将分当孤立电网达到稳态时，运行人员将分步恢复互联系统。这涉及到调整每个孤立步恢复互联系统。这涉及到调整每个孤立电网的发电和负荷，使这些孤立电网再同电网的发电和负荷，使这些孤立电网再同步及恢复系统扰动时切除的发电机组、负步及恢复系统扰动时切除的发电机组、负荷和其他设备。荷和其他设备。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第十九页，共69页 火电机组的起动和重带负荷要受一些因火电机组的起动和重带负荷要受一些因素制约，故需数小时才能使机组带满负荷。素制约，故需数小时才能使机组带满负荷。如果火电机组可快速重带负荷，则电力的如果火电机组可快速重带负荷，则电

13、力的恢复能大大加快。电力公司经常采用的有恢复能大大加快。电力公司经常采用的有以下实施方法：以下实施方法：(1).(1).在电厂与电网解列时熄火，并靠锅炉的在电厂与电网解列时熄火，并靠锅炉的余热维持约余热维持约2020分钟。分钟。(2).(2).同同(1)(1)，但重新点燃锅炉，靠点火燃，但重新点燃锅炉，靠点火燃烧器维持锅炉运行。烧器维持锅炉运行。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十页，共69页(3).(3).在极低负荷下应用特殊燃烧技术。在极低负荷下应用特殊燃烧技术。(4).(4).锅炉维持于满功率状态或降功率运行于锅炉维持于满功率状态或降功率运

14、行于最低负荷，过剩蒸汽排入大气并从给水储存最低负荷，过剩蒸汽排入大气并从给水储存中抽水，通常可维持数小时。中抽水，通常可维持数小时。(5).(5).锅炉维持在最低负荷并将过剩蒸汽旁路锅炉维持在最低负荷并将过剩蒸汽旁路至冷凝器。至冷凝器。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十一页，共69页三、电力系统的中期稳定性和长期稳定性三、电力系统的中期稳定性和长期稳定性 长期稳定和中期稳定是有关电力系统稳长期稳定和中期稳定是有关电力系统稳定的文献中的一些新术语。引入这些术语定的文献中的一些新术语。引入这些术语是为了研究电力系统对大干扰动态响应的是为了研究电力系

15、统对大干扰动态响应的相关问题。相关问题。长期稳定性分析时假定发电机间的同步功长期稳定性分析时假定发电机间的同步功率振荡已得到阻尼平息，系统频率趋于均一。率振荡已得到阻尼平息，系统频率趋于均一。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十二页，共69页 研究重点为伴随系统扰动的较缓慢和较长研究重点为伴随系统扰动的较缓慢和较长持续时间的动态现象及其由此造成的有功持续时间的动态现象及其由此造成的有功和无功出力与负荷间的持续失衡过程。火和无功出力与负荷间的持续失衡过程。火电机组的锅炉、水电机组进水管和导水管电机组的锅炉、水电机组进水管和导水管等的动态过程、自动发

16、电控制、发电厂和等的动态过程、自动发电控制、发电厂和输电系统的保护及控制、变压器饱和以及输电系统的保护及控制、变压器饱和以及负荷和网络的非额定效应均可能对此产生负荷和网络的非额定效应均可能对此产生重要影响。重要影响。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十三页，共69页 中期稳定性研究的是暂态响应和长期响应中期稳定性研究的是暂态响应和长期响应间的转换过程。研究中期稳定时，重点放间的转换过程。研究中期稳定时，重点放在发电机间的同步功率振荡、某些缓慢现在发电机间的同步功率振荡、某些缓慢现象的影响以及可能存在的大的电压和或象的影响以及可能存在的大的电压和或

17、频率偏移。频率偏移。显然，中期稳定与长期稳定的区别是很小显然，中期稳定与长期稳定的区别是很小的。长期稳定不同于中期稳定之处，在于的。长期稳定不同于中期稳定之处，在于它假设系统频率是均一的，且快速动态不它假设系统频率是均一的，且快速动态不再值得注意了。再值得注意了。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十四页，共69页 如果分析工具需要这些假设而使模拟更如果分析工具需要这些假设而使模拟更为方便的话，则上述这点是很有帮助的。为方便的话，则上述这点是很有帮助的。但是借助于应用先进的稀疏技术和有效但是借助于应用先进的稀疏技术和有效的隐式积分技术的现代软件，模

18、拟带有的隐式积分技术的现代软件，模拟带有快速动态模型的长时间动态过程正在成快速动态模型的长时间动态过程正在成为不是太困难的事情。为不是太困难的事情。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十五页，共69页 就就涉涉及及的的模模型型而而言言，中中期期和和长长期期的的时时间间区区间间没没有有很很明明确确的的区区别别。对对于于超超过过暂暂态态变变化化的的时时段段，仿仿真真时时对对模模型型的的选选择择应应基基于于分分析析的的现现象象和和所所用用的的系系统统表表达达形形式式，而而不不基基于于实实际际的的仿仿真真持持续续时时间间。例例如如，中中期期仿仿真真中中，忽

19、忽略略锅锅炉炉动动态态过过程程或或蒸蒸汽汽过过程程控控制制，对对于于有有些些扰扰动动的的仿仿真真是是可可以以接接受受的的，因因为为扰扰动动对对这这些些动动态态过过程程的的作作用很小。用很小。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十六页，共69页 然然而而，有有些些较较为为严严重重的的扰扰动动可可能能会会引引起起与与一一些些变变量量如如蒸蒸汽汽压压力力相相关关的的保保护护动动作作，对对于于这这些些扰扰动动，忽忽略略这这些些缓缓慢慢的的动动态态过过程程，会会对对仿仿真真结结果果产产生生巨巨大大影影响响。经经验验表表明明，在在长长期期稳稳定定研研究究中中，

20、有有必必要要描描述述发发电电机机间间振振荡荡和和与与励励磁磁系系统统相相关关的的快快速速暂态过程。暂态过程。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十七页，共69页 根根据据固固定定的的时时间间分分区区来来区区别别中中期期稳稳定定和和长长期期稳稳定定，是是不不能能令令人人满满意意的的，而而根根据据模模型型的的需需要要来来区区别别，也也同同样样不不能能令令人人满满意意。因因此此，在在对对严严重重的的系系统统扰扰动动有有关关的的稳稳定定问问题题分分类类时时趋趋向向于于用用中中长长期期稳稳定定性性或或直直接接用用长长期期稳稳定定性性代代表表中中期期稳稳定定和

21、和长长期期稳稳定定的的概概念念，而而不不刻刻意意去去区别中期稳定性和长期稳定性。区别中期稳定性和长期稳定性。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十八页，共69页 系系统统的的中中长长期期稳稳定定性性可可描描述述为为在在遭遭受受严严重重扰扰动动后后，系系统统能能达达到到可可接接受受的的运运行行平平衡衡状状态态的的能能力力，这这种种扰扰动动可可能能会会也也可可能能不不会会导导致致系系统统解解列列为为一一些些子子系系统统，而而感感兴兴趣趣的的时时间间范范围围超超过过了了暂暂态态时时段段。因因此此除除了了包包括括快快速速动动态态过过程程外外，还还要要包包括

22、括系系统统自自动动控控制制和和保护的缓慢动态过程。保护的缓慢动态过程。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第二十九页，共69页 长长期期仿仿真真可可包包括括一一些些超超出出正正常常设设计计的的严严重重扰扰动动，这这些些扰扰动动导导致致了了电电力力系系统统发发生生连连锁锁性性反反应应，并并解解列列成成一一些些孤孤立立电电网网，每每个个孤孤立立电电网网中中的的发发电电机机仍仍保保持持同同步步。此此时时的的稳稳定定问问题题为为是是否否每每个个孤孤立立网网能能达达到到一一个个可可以以接接受受的的运运行行平平衡衡状状态态，并并对对供供电电的的破破坏坏最最小小。在

23、在极极端端情情况况下下，系系统统和和机机组组的的保保护护会会加加剧剧不不利利的的情情况况，并并导导致致孤孤立立电电网网整整体体或或部分崩溃。部分崩溃。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十页，共69页 通常，中长期稳定性问题与不适当的设通常，中长期稳定性问题与不适当的设备响应、控制和保护设备的协调不良或备响应、控制和保护设备的协调不良或有功功率无功功率储备不足有关。有功功率无功功率储备不足有关。由大的电压和频率变化起动的过程和装由大的电压和频率变化起动的过程和装置的特征时间，其范围从大约几秒钟至置的特征时间，其范围从大约几秒钟至几分钟，前者对应于如

24、发电机控制和保几分钟，前者对应于如发电机控制和保护装置的响应，后者对应于诸如原动机护装置的响应，后者对应于诸如原动机供能系统和负载供能系统和负载-电压调节器等装置的电压调节器等装置的响应。响应。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十一页，共69页 从分析的观点出发，中长期稳定程序已从分析的观点出发，中长期稳定程序已成为暂态稳定程序的扩展，并具有所需成为暂态稳定程序的扩展，并具有所需的根据主导暂态过程调整积分时间步长的根据主导暂态过程调整积分时间步长的能力。的能力。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十二

25、页，共69页 中长期稳定性仿真的一个令人感兴趣的应中长期稳定性仿真的一个令人感兴趣的应用便是电压稳定性动态分析，其中需模拟用便是电压稳定性动态分析，其中需模拟变压器分接头变化、发电机过励保护和无变压器分接头变化、发电机过励保护和无功功率限制、恒温负荷的影响等。这种情功功率限制、恒温负荷的影响等。这种情况下，发电机间振荡显得不很重要，供能况下，发电机间振荡显得不很重要，供能系统暂态也非关键。然而，若要忽略某些系统暂态也非关键。然而，若要忽略某些快速动态过程，则事先必须经谨慎推敲。快速动态过程，则事先必须经谨慎推敲。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三

26、十三页，共69页第二节第二节 严重扰动时的发电厂响应严重扰动时的发电厂响应一、火电厂一、火电厂 为使严重扰动时电力系统经受的冲击最为使严重扰动时电力系统经受的冲击最小，并迅速恢复正常运行，电厂经受部分小，并迅速恢复正常运行，电厂经受部分甩负荷而仍维持运行的能力是很关键的。甩负荷而仍维持运行的能力是很关键的。IEEE IEEE工作小组提供了增强发电厂对部分工作小组提供了增强发电厂对部分甩负荷响应能力的一些指导原则。以下为甩负荷响应能力的一些指导原则。以下为这些导则的概要：这些导则的概要：第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十四页，共69页 (1)(1

27、)全厂控制。为承受部分甩负荷，全厂全厂控制。为承受部分甩负荷，全厂控制必须迅速地将输入功率控制必须迅速地将输入功率(燃料流量燃料流量)降降低到与输出电功率相适应水平。由于功率低到与输出电功率相适应水平。由于功率下降过程存在时滞，功率输入量必须短时下降过程存在时滞，功率输入量必须短时低于功率输出量。确定输入功率降低量的低于功率输出量。确定输入功率降低量的理想信号源为实际功率输出。理想信号源为实际功率输出。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十五页，共69页 (2)(2)锅炉控制。若无汽机旁路系统，部锅炉控制。若无汽机旁路系统，部分甩负荷对锅炉而言就像

28、蒸汽流量的一分甩负荷对锅炉而言就像蒸汽流量的一个阶跃下降。正如上所述，燃料流量的个阶跃下降。正如上所述，燃料流量的迅速减少是重要的。迅速减少是重要的。对直流锅炉而言，为与燃料流量配合，对直流锅炉而言，为与燃料流量配合，须迅速降低给水流量。然而，直流锅炉通须迅速降低给水流量。然而，直流锅炉通常具有有限的过热器汽机旁路系统，以常具有有限的过热器汽机旁路系统，以保护炉管和帮助压力控制。这种旁路能力保护炉管和帮助压力控制。这种旁路能力可用于减缓燃料和给水流量的降低速率。可用于减缓燃料和给水流量的降低速率。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十六页，共69页

29、 对汽包型锅炉，给水流量的降低应该延对汽包型锅炉，给水流量的降低应该延迟，因为汽包水位的立即响应是随着蒸迟，因为汽包水位的立即响应是随着蒸汽流量变化及由此形成的汽包压力的上汽流量变化及由此形成的汽包压力的上升而使水位下降。此外，在较低的功率升而使水位下降。此外，在较低的功率水平上需要过量给水以获得高位存水量。水平上需要过量给水以获得高位存水量。对蒸汽流量大的变化，适当的水位控制对蒸汽流量大的变化，适当的水位控制非常重要。为增强部分甩负荷时水位控非常重要。为增强部分甩负荷时水位控制能力，应考虑临时地增加高低水位跳制能力，应考虑临时地增加高低水位跳闸极限间的范围，或延迟对高给水流量闸极限间的范围，

30、或延迟对高给水流量的跳闸。的跳闸。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十七页，共69页 对这两类锅炉，空气流量减少一般均需有对这两类锅炉，空气流量减少一般均需有一定的时延，因为过剩气流的冷却作用将一定的时延，因为过剩气流的冷却作用将补偿燃料流量响应的时滞。然而，正在运补偿燃料流量响应的时滞。然而，正在运行的燃烧器空气流量必须根据燃料流量进行的燃烧器空气流量必须根据燃料流量进行控制，以维持稳定燃烧。行控制，以维持稳定燃烧。对由辅助汽轮机驱动的给水泵，中间截对由辅助汽轮机驱动的给水泵，中间截止阀的关闭将中断汽流，因而，必须为止阀的关闭将中断汽流，因而，

31、必须为辅助汽轮机提供一个替代的汽源，或切辅助汽轮机提供一个替代的汽源，或切换至由电动机驱动的给水泵。换至由电动机驱动的给水泵。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十八页，共69页 (3)(3)汽轮机汽轮机-发电机控制。汽轮机过速控发电机控制。汽轮机过速控制将设计成：在甩全部负荷后的过速，制将设计成：在甩全部负荷后的过速，限制在过速切机整定值以下限制在过速切机整定值以下1 1左右。显左右。显然这将防止部分甩负荷时的过速跳闸。然这将防止部分甩负荷时的过速跳闸。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第三十九页，共6

32、9页 当控制阀和中间截止阀关闭时，没有汽流当控制阀和中间截止阀关闭时，没有汽流通过汽轮机。如果流经再热器的蒸汽持续通过汽轮机。如果流经再热器的蒸汽持续中断，为防止再热器管道过热，锅炉必须中断，为防止再热器管道过热，锅炉必须熄火。然而，由于蒸汽阀的关闭是暂时的，熄火。然而，由于蒸汽阀的关闭是暂时的，在锅炉保护以及燃料控制和汽轮机控制间在锅炉保护以及燃料控制和汽轮机控制间进行适当的协调，锅炉熄火是可以避免的。进行适当的协调，锅炉熄火是可以避免的。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十页，共69页 此外，过速控制必须：此外，过速控制必须：(i)(i)不干

33、扰正常的速度调节，以免孤立不干扰正常的速度调节，以免孤立系统的性能受到不利的影响；系统的性能受到不利的影响；(ii)(ii)能够区分机组甩负荷与系统暂态扰动，能够区分机组甩负荷与系统暂态扰动，如可能暂时降低机组功率的输电系统故障。如可能暂时降低机组功率的输电系统故障。(4)(4)发电厂辅机。部分甩负荷情况下经受发电厂辅机。部分甩负荷情况下经受的电压和频率变化的影响应予以校核，的电压和频率变化的影响应予以校核，以确保主要辅机不会跳闸。以确保主要辅机不会跳闸。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十一页，共69页 (5)(5)汽轮机旁路系统。蒸汽旁路系统

34、的采汽轮机旁路系统。蒸汽旁路系统的采用使锅炉功率可按可控的方式下降。设计用使锅炉功率可按可控的方式下降。设计良好的汽轮机旁路系统能大大增强发电厂良好的汽轮机旁路系统能大大增强发电厂承受部分甩负荷的能力。承受部分甩负荷的能力。通常核电厂都有汽轮机旁路系统。在北美，通常核电厂都有汽轮机旁路系统。在北美，带有汽包型锅炉燃烧矿物燃料的发电厂通常带有汽包型锅炉燃烧矿物燃料的发电厂通常不配备汽轮机旁路系统。具有直流锅炉的发不配备汽轮机旁路系统。具有直流锅炉的发电厂配有汽轮机和过热器旁路系统。安装这电厂配有汽轮机和过热器旁路系统。安装这些设备主要用于起动和停运。些设备主要用于起动和停运。第六章电力系统中、长

35、期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十二页，共69页二、水电厂二、水电厂 系统解列时，水力机组的运行经验表明调系统解列时，水力机组的运行经验表明调速器的调整很关键。在电网解列或其他孤立速器的调整很关键。在电网解列或其他孤立运行方式下，速度控制应具有良好的稳定性，运行方式下，速度控制应具有良好的稳定性，这一要求与在正常同步运行条件下需要快速这一要求与在正常同步运行条件下需要快速带负荷和卸负荷的调速器整定相矛盾。为了带负荷和卸负荷的调速器整定相矛盾。为了快速改变负荷，要求有较快的调速器响应速快速改变负荷，要求有较快的调速器响应速度。但快速响应的调速器在系统解列时，经度。但

36、快速响应的调速器在系统解列时，经常会造成频率不稳定。常会造成频率不稳定。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十三页，共69页 用于控制发电机组动态性能的可调的调速用于控制发电机组动态性能的可调的调速器整定值为缓冲器复位时间器整定值为缓冲器复位时间 、暂态调差、暂态调差系数系数 和闸门伺服系统增益和闸门伺服系统增益 。分析这些。分析这些参数变化对频率稳定性影响的一种方便的参数变化对频率稳定性影响的一种方便的方法为特征值分析法。为确定最优调速器方法为特征值分析法。为确定最优调速器参数，必须考虑给一个孤立的非同步负荷参数，必须考虑给一个孤立的非同步负荷供

37、电的发电机组的稳定性。从频率控制观供电的发电机组的稳定性。从频率控制观点出发，这也代表了最严格的条件。点出发，这也代表了最严格的条件。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十四页，共69页 表表6.16.1列出了调速器参数变化对一台水力列出了调速器参数变化对一台水力机组稳定性的影响，该机组的机械起动时机组稳定性的影响，该机组的机械起动时间，水力起动时间。假定机组以额定功率间，水力起动时间。假定机组以额定功率供电给具有恒定功率特性的孤立负荷。供电给具有恒定功率特性的孤立负荷。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是

38、第四十五页，共69页表表6.1 6.1 孤立运行方式下调速器参数的影响孤立运行方式下调速器参数的影响第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究调速器参数调速器参数特特 征征 值值模式1模式2模式35.00.381.5j0.60-1.058-5.965.00.382.0j0.59-0.799-3.875.00.385.0j0.65-0.255-3.775.00.3810.0j0.72-0.104-3.755.00.245.0j0.75-0.277-3.445.00.305.0j0.71-0.237-3.585.00.355.0j0.68-0.248-3.705.00.405

39、.0j0.64-0.262-3.822.50.385.0j0.54-0.252-2.8610.00.385.0j0.73-0.256-5.725.00.301.5j0.65-0.920-3.685.00.501.5j0.54-1.140-4.322.50.381.5j0.51-0.954-2.9310.00.381.5j0.68-1.058-5.96你现在浏览的是第四十六页，共69页 表表6.16.1列出了与三种模式相关的特征值，这列出了与三种模式相关的特征值，这三种模式对调速器参数变化均很敏感。三种模式对调速器参数变化均很敏感。第一种模式是一种振荡模式，它由一对第一种模式是一种振荡模式，它由

40、一对共轭复数特征值来表示，并具有共轭复数特征值来表示，并具有 频率。频率。该模式的稳定性是孤立运行和系统解列时该模式的稳定性是孤立运行和系统解列时最为关切的事。所列的其他两种模式为由最为关切的事。所列的其他两种模式为由实数特征值表示的非振荡模式。实数特征实数特征值表示的非振荡模式。实数特征值的倒数代表了时间常数，它是调速器在值的倒数代表了时间常数，它是调速器在孤立运行条件下响应性的量度。孤立运行条件下响应性的量度。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十七页，共69页 在孤立运行情况下，主要关注的是为确在孤立运行情况下，主要关注的是为确保振荡能得到良

41、好阻尼而对调速器参数进保振荡能得到良好阻尼而对调速器参数进行选择。孤立网形成后，由于响应速度会行选择。孤立网形成后，由于响应速度会影响最大的频率偏差，因而要求参数选择影响最大的频率偏差，因而要求参数选择时不要过分减慢响应速度。表时不要过分减慢响应速度。表6.16.1的结果的结果显示，调速器参数变化，对孤立网运行条显示，调速器参数变化，对孤立网运行条件下的机组动态具有下列影响：件下的机组动态具有下列影响：第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十八页，共69页 缓冲器缓冲器(dashpot)(dashpot)复归时间复归时间 增加会造增加会造成阻尼增加，

42、并伴随响应速率降低。成阻尼增加，并伴随响应速率降低。暂态调差系数暂态调差系数 增加会使阻尼增加且达增加会使阻尼增加且达到稳态的过渡时间略微减少。到稳态的过渡时间略微减少。伺服系统增益伺服系统增益 增加会使响应速率及阻尼增加会使响应速率及阻尼特性改善。响应速率改善主要通过与模式特性改善。响应速率改善主要通过与模式3 3有关的时间常数减小而获得。有关的时间常数减小而获得。表表6.16.1即为调速器参数选择组合的结果，用即为调速器参数选择组合的结果，用以说明问题的整体性质。以说明问题的整体性质。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第四十九页，共69页 由于参

43、数的组合数量可能很大，且模式由于参数的组合数量可能很大，且模式1 1的阻尼特性是最令人关心的，因而通过的阻尼特性是最令人关心的，因而通过将结果表达成图将结果表达成图6.36.3的形式，可以更好地的形式，可以更好地进行最佳调速器参数选择。结果可以进行最佳调速器参数选择。结果可以 参数平面中恒定阻尼比参数平面中恒定阻尼比 的轨迹形式的轨迹形式表达，此时表达，此时 保持恒定。自然振荡频率变保持恒定。自然振荡频率变化也示于图中。化也示于图中。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十页，共69页 图图6.3 6.3 孤立运行恒定阻尼比孤立运行恒定阻尼比 的轨迹

44、的轨迹 第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十一页，共69页 结果显示，当机组的结果显示，当机组的 ，时，时，如如 小于小于 及及 小于小于 时，将导致频率时，将导致频率振荡。当振荡。当 从从 增至约增至约 ，阻尼会大大，阻尼会大大增加。当增加。当 超过超过 时，阻尼仅有少量改善，时，阻尼仅有少量改善，但要付出响应速度降低的代价。这表明，但要付出响应速度降低的代价。这表明，的合适数值约为的合适数值约为 。可以选择。可以选择 的值以得的值以得到任何需要的阻尼比。阻尼比的较好数值到任何需要的阻尼比。阻尼比的较好数值为为 ，这可通过整定，这可通过整定 ，

45、而得到。而得到。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十二页，共69页 更高的更高的 值可使阻尼更大，且达到稳态值可使阻尼更大，且达到稳态的过渡时间略有降低。然而，当的过渡时间略有降低。然而，当 值较高值较高时，峰值过调量或最大频率偏差也会更大。时，峰值过调量或最大频率偏差也会更大。伺服系统增益伺服系统增益 的作用示于图的作用示于图6.46.4。这。这些结果为图些结果为图6.36.3结果的扩展，示出了三种结果的扩展，示出了三种 值时值时 (绝对稳定限绝对稳定限)和和 的轨迹。由图的轨迹。由图可见，在所考虑的可见，在所考虑的 和和 的全范围内，较大的全

46、范围内，较大的的 值可增加稳定域。值可增加稳定域。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十三页，共69页 对对具具有有不不同同的的水水力力和和机机械械起起动动时时间间组组合合的的机机组组进进行行的的类类似似分分析析表表明明，暂暂态态调调差差系系数数 和和复复归归时时间间 的的最最佳佳选选择择可可由由下下列各式表达：列各式表达：第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十四页，共69页 此外，伺服系统增益此外，伺服系统增益 应按实际可能的高应按实际可能的高值整定。上述整定值保证了当机组以满负值整定。上述整定值保证

47、了当机组以满负荷向一个孤立负荷供电时的良好稳定性能，荷向一个孤立负荷供电时的良好稳定性能，这代表了最严格的要求，从而确保了在系这代表了最严格的要求，从而确保了在系统解列的所有情况下的稳定运行。统解列的所有情况下的稳定运行。对于正常运行时的带负荷，上述整定结果对于正常运行时的带负荷，上述整定结果降低了响应速度。为得到满意的带负荷速率，降低了响应速度。为得到满意的带负荷速率，复归时间复归时间 应小于应小于 ，最好取接近，最好取接近 。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你现在浏览的是第五十五页，共69页 这些相互矛盾的要求可通过缓冲器旁路布这些相互矛盾的要求可通过缓冲器

48、旁路布置得到协调。当缓冲器不旁路时，整定值可置得到协调。当缓冲器不旁路时，整定值可以满足系统处解列状态或孤立运行时的要求；以满足系统处解列状态或孤立运行时的要求；而当缓冲器旁路时，复归时间而当缓冲器旁路时，复归时间的值降低，使带负荷速率可以接受。缓冲的值降低，使带负荷速率可以接受。缓冲器正常情况下是不旁路的，因此当发生导器正常情况下是不旁路的，因此当发生导致电网解列运行的干扰，速度控制将会稳致电网解列运行的干扰，速度控制将会稳定。对于带负荷和减负荷的短暂时期，缓定。对于带负荷和减负荷的短暂时期，缓冲器将予以旁路。冲器将予以旁路。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳定性研究你

49、现在浏览的是第五十六页，共69页第三节第三节 中长期动态响应的模拟中长期动态响应的模拟一、一、中长期动态模拟的目的中长期动态模拟的目的 中长期动态分析的目的包括下列几点：中长期动态分析的目的包括下列几点：(1)(1)严重扰动的事后分析。这将有助于搞严重扰动的事后分析。这将有助于搞清发生此类事件的内在原因及研究处理措清发生此类事件的内在原因及研究处理措施。施。(2)(2)对发电厂经受扰动的能力进行评估。对发电厂经受扰动的能力进行评估。这将有助于搞清设备的响应及控制和保护这将有助于搞清设备的响应及控制和保护系统协调中的缺陷。系统协调中的缺陷。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳

50、定性研究你现在浏览的是第五十七页，共69页 (3)(3)在系统规划和设计阶段，考核系统对极在系统规划和设计阶段，考核系统对极端严重偶发事故的响应，这种事故的严重性端严重偶发事故的响应，这种事故的严重性已超出正常设计的事故。极端严重偶发事故已超出正常设计的事故。极端严重偶发事故估计的目的为研究措施以减少发生此类事故估计的目的为研究措施以减少发生此类事故的频度并减轻其后果。的频度并减轻其后果。(4)(4)考查事故过程并提供操作员培训。考查事故过程并提供操作员培训。(5)(5)对减负荷的实施情况和策略进行评估。对减负荷的实施情况和策略进行评估。第六章电力系统中、长期稳定性研究第六章电力系统中、长期稳