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1、1、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析(小干擾穩(wěn)定)線性化、全特征值分析法、降階選擇模式分析法、全維部分特征值分析法、低頻振蕩、小擾動(dòng)穩(wěn)定1.1、電力網(wǎng):由變壓器和不同電壓等級(jí)輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。2、電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性分析數(shù)值解法、直接法(EEAC法、暫態(tài)能量函數(shù)法)、電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析、電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性與控制3、電力系統(tǒng)次同步諧振分析次同步諧振(SSR)、軸系扭振、簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)次同步諧振分析(串聯(lián)電容)、多機(jī)系統(tǒng)次同步諧振分析4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制暫態(tài)穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定、次同步諧振、電壓穩(wěn)定5、變電所分類:樞紐變電所、中間變電所、地區(qū)變電所和終端變電所。6、電力系統(tǒng)的定義:由發(fā)電機(jī)、變壓器、
2、輸電線路以及用電設(shè)備(或發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶),按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體。6.1、電力系統(tǒng)的特點(diǎn):電能不能大量存儲(chǔ);過(guò)渡過(guò)程十分短暫;對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量要求很高;電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)。7、對(duì)電力系統(tǒng)的要求:安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。8、電能質(zhì)量的五項(xiàng)指標(biāo):電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡。9、電力系統(tǒng)三道防線:繼電保護(hù)(切除故障);穩(wěn)定控制裝置(切除發(fā)電機(jī)和切除負(fù)荷等);解列、低頻減載、低壓減載。10、FACTS定義:建立在電力電子或其它靜止型控制器基礎(chǔ)之上的、能提高可控性和增大電力傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)。11、FACTS的目的:提高輸電系
3、統(tǒng)的可控性、保證電能質(zhì)量,并能增強(qiáng)系統(tǒng)傳輸能力。12、FACTS設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的好處:按照要求控制潮流;增加線路的負(fù)荷容量,使其發(fā)揮到熱容規(guī)定的數(shù)值;通過(guò)提高暫態(tài)穩(wěn)定性限制、約束短路電流和過(guò)負(fù)荷、處理好級(jí)聯(lián)負(fù)荷擁塞瓶頸,以及抑制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的電磁振蕩等措施來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性;與鄰近區(qū)域和鄰近用戶之間建立起安全連接的紐帶,減少雙方整體備用發(fā)電機(jī)組的需求;在確定新的發(fā)電機(jī)組安裝地點(diǎn)時(shí)具有更大的靈活性;線路得到升級(jí);減少無(wú)功功率潮流,使線路能夠傳輸更多的有功功率;將發(fā)電機(jī)的運(yùn)行成本降到最低,提高了發(fā)電廠的利用率。13、FACTS帶來(lái)的效益:(1)防止系統(tǒng)崩潰的潛在威脅,增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性;(2)增加供電質(zhì)量
4、(電壓、頻率質(zhì)量),保證企業(yè)效益;(3)增加設(shè)備的靈活性和縮短建設(shè)工期(架設(shè)一條輸電線路的工期比安裝一套FACTS裝置的工期長(zhǎng));(4)增加直接經(jīng)濟(jì)效益(輸電容量的增加帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益,與新建架空線路的經(jīng)濟(jì)性相比);(5)維護(hù)費(fèi)用的減少(多條輸電線路運(yùn)行時(shí),故障概率會(huì)顯著增加,而利用FACTS優(yōu)化控制后可降低線路故障率);14、FACTS設(shè)備:靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)、靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)、靜止補(bǔ)償系統(tǒng)(SVS)、晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)、晶閘管投切串聯(lián)電容器(TSSC)、晶閘管控制串聯(lián)電抗器(TCSR)、晶閘管投切串聯(lián)電抗器(TSSR)等。15、S
5、VC種類:晶閘管控制電抗器型(TCR)、晶閘管投切電容器型(TSC)、晶閘管投切電抗器(TSR)、晶閘管投切電容器晶閘管控制電抗器型(TSC-TCR)。16、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模:包括同步電機(jī),勵(lì)磁機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng),原動(dòng)機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng),負(fù)荷以及輸配電網(wǎng)絡(luò)等元件的模型17、電力負(fù)荷模型的定義:電力系統(tǒng)電壓和頻率發(fā)生變化時(shí)電力負(fù)荷從電網(wǎng)取用的有功功率和無(wú)功功率的變化稱為負(fù)荷特性,依據(jù)這一特性建立的數(shù)學(xué)描述模型稱為負(fù)荷模型。18、負(fù)荷建模的困難性:電力負(fù)荷的隨機(jī)性、非線性、時(shí)變性和分散性。19、負(fù)荷建模的兩類方法:1)總體測(cè)辨法:在電網(wǎng)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)安裝測(cè)試記錄裝置,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)采用辨識(shí)算法進(jìn)行建模;2)統(tǒng)計(jì)綜
6、合法:在對(duì)基本負(fù)荷特性進(jìn)行調(diào)研與測(cè)試,建立模型庫(kù)的基礎(chǔ)上,對(duì)電網(wǎng)的各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷的成份組成分布進(jìn)行調(diào)查依據(jù)綜合理論建立總體模型。20、負(fù)荷曲線:日負(fù)荷曲線、年(月、周)最大負(fù)荷曲線。21、負(fù)荷預(yù)測(cè):周期性、相似性、增長(zhǎng)性和隨機(jī)性。22、負(fù)荷特性:綜合負(fù)荷的功率隨運(yùn)行參數(shù)(電壓和頻率)的變化而變化,反映這種變化規(guī)律的曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為負(fù)荷特性。包括動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性(電壓靜態(tài)特性和頻率靜態(tài)特性)。23、負(fù)荷模型:1)靜態(tài)負(fù)荷模型(穩(wěn)態(tài)情況下,負(fù)荷功率與電壓、頻率之間的靜態(tài)關(guān)系):多項(xiàng)式(ZIP)模型、冪函數(shù)模型、恒功率模型(負(fù)荷功率恒定不變)、恒阻抗模型(等值阻抗恒定不變);2)動(dòng)態(tài)負(fù)荷模
7、型:有機(jī)理式負(fù)荷模型和非機(jī)理式負(fù)荷模型3)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型:電磁暫態(tài)模型(五階模型)、機(jī)電暫態(tài)模型(三階模型,忽略定子電磁暫態(tài))、機(jī)械暫態(tài)模型(一階模型)。4)綜合負(fù)荷模型:最常用:感應(yīng)電動(dòng)機(jī)+ 靜態(tài)負(fù)荷。24、小干擾穩(wěn)定性定義:電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生自發(fā)性振蕩或非周期性失步,自動(dòng)恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。25、小干擾的類型: 負(fù)荷的小量變化; 架空輸電線因風(fēng)吹擺動(dòng)引起的線間距離的微小變化;氣溫或氣壓引起某個(gè)參數(shù)的變化; 汽輪機(jī)蒸汽壓力的波動(dòng); 發(fā)電機(jī)端電壓發(fā)生小的偏移;(小干擾的持續(xù)性:干擾可能是瞬時(shí)性的,也可能是永久性的。)26、分析方法:小干擾法(用李雅普諾夫一次近似法分析電力系統(tǒng)靜
8、態(tài)穩(wěn)定性的方法稱為小干擾法)。27、電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定研究的目的:不是確定在小干擾下系統(tǒng)的準(zhǔn)確的響應(yīng)過(guò)程,而是確定系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)變化的性質(zhì)和趨勢(shì),以便從中判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況,是對(duì)能力的研究,而不是對(duì)過(guò)程的研究。28、靜態(tài)穩(wěn)定原則:系統(tǒng)的功率極限愈高則靜態(tài)穩(wěn)定性愈高。P=EU/X以單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)為例,則可以通過(guò)減小發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)之間的電氣距離(電抗)、提高發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)和電網(wǎng)運(yùn)行電壓來(lái)提高系統(tǒng)的功率極限。措施:采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置來(lái)減小發(fā)電機(jī)等值電抗;通過(guò)采用分裂導(dǎo)線、提高線路額定電壓等級(jí)、串聯(lián)電容補(bǔ)償來(lái)減小線路電抗;通過(guò)改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)之間的電氣聯(lián)系。29、暫態(tài)穩(wěn)定
9、定義:電力系統(tǒng)受到大干擾后,各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的能力。暫態(tài)穩(wěn)定研究的是電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行狀態(tài)下受到較大干擾時(shí)的穩(wěn)定性問(wèn)題。(大干擾:一般指短路故障、突然斷開(kāi)線路或發(fā)電機(jī))。暫態(tài)過(guò)程的幾個(gè)階段:大干擾后,不同的時(shí)間里電力系統(tǒng)各部分的反應(yīng)不同,分3個(gè)不同階段來(lái)分析大擾動(dòng)后的暫態(tài)穩(wěn)定性:(1) 起始階段:指故障后約1s 內(nèi)的時(shí)間段。A、 保護(hù)和自動(dòng)裝置有一系列的動(dòng)作(如切除故障線路、重合閘、切機(jī)等)B、 發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)還來(lái)不及起到明顯的作用。(2) 中間階段:在起始階段后,大約持續(xù)5s 左右的時(shí)間段。發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)已發(fā)揮作用。(3) 后期階段:故障后幾
10、分鐘時(shí)間內(nèi)。A、 熱力設(shè)備(如鍋爐等)中的過(guò)程將影響到電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程;B、 將發(fā)生永久性切除線路;C、 由于頻率和電壓的下降,自動(dòng)裝置將切除部分負(fù)荷;D、 其他操作。30、分析暫態(tài)穩(wěn)定的特征()可知:發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率和電磁功率的差額是導(dǎo)致暫態(tài)穩(wěn)定被破壞的主要原因。因此,提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性,就需要從減小擾動(dòng)后發(fā)電機(jī)的功率差額入手。從等面積等則也可以看出,減少加速面積,增大減速面積,能夠有效的提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。31、提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施: (1)、繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)快速切除故障;(2)、線路采用自動(dòng)重合閘;(3)、采用快速勵(lì)磁系統(tǒng);(4)、發(fā)電機(jī)增加強(qiáng)勵(lì)倍數(shù);(5)、汽輪機(jī)快速關(guān)閉汽門;(6)
11、、發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng);(7)、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。32、電壓穩(wěn)定性是指在給定的初始運(yùn)行狀態(tài)下,電力系統(tǒng)遭受擾動(dòng)后系統(tǒng)中所有母線維持穩(wěn)定電壓的能力,它依賴于負(fù)荷需求與系統(tǒng)向負(fù)荷供電之間保持/ 恢復(fù)平衡的能力。大干擾電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受大干擾如系統(tǒng)故障、失去發(fā)電機(jī)或線路之后,系統(tǒng)所有母線保持穩(wěn)定電壓的能力。小干擾電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到諸如負(fù)荷增加等小擾動(dòng)后,系統(tǒng)所有母線維持穩(wěn)定電壓的能力。33、電壓穩(wěn)定(又稱為負(fù)荷穩(wěn)定)的研究工作按照其目的的不同,目前分為三大類:電壓崩潰的機(jī)理探討,電壓穩(wěn)定安全計(jì)算和預(yù)防措施研究。34、電壓穩(wěn)定性分析方法: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
12、大類:基于物理概念的定性分析(P V 曲線,Q V 曲線和曲PQ線);基于潮流方程的靜態(tài)方法(最大功率法;靈敏度分析方法;潮流多解方法和雅可比矩陣奇異方法);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。35、靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo):靈敏度指標(biāo)(狀態(tài)變量對(duì)參變量的靈敏度);奇異值分析法(當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行到達(dá)負(fù)荷極限時(shí),潮流雅可比矩陣奇異,且有一個(gè)零奇異值。求取潮流雅可比最小奇異值,可以表示當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)和靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限之間的距離);特征值分析法(求取潮流雅可比最小特征值);電壓不穩(wěn)定接近指標(biāo)VIPI(潮流多解特性);dQ/dV判據(jù)(以節(jié)點(diǎn)為目標(biāo));負(fù)荷裕度指標(biāo)(從系統(tǒng)的給定的運(yùn)行點(diǎn)
13、出發(fā),按照某種負(fù)荷和發(fā)電功率增長(zhǎng)模式,系統(tǒng)逐步逼近電壓崩潰點(diǎn),則系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行點(diǎn)至電壓崩潰點(diǎn)的距離(一般為MW)稱為系統(tǒng)的負(fù)荷裕度。它目前被認(rèn)為是最有效的電壓穩(wěn)定評(píng)估指標(biāo)之一。計(jì)算方法有:point of collapse(POC)法(直接法)、連續(xù)潮流法、非線性規(guī)劃算法(直接法)。36、為了提高電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性,一般可采用以下技術(shù):投入必要的發(fā)電設(shè)備;串聯(lián)電容器;并聯(lián)電容器;靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC);在較高電壓水平運(yùn)行;低電壓甩負(fù)荷;低功率因數(shù)發(fā)電機(jī);利用發(fā)電機(jī)無(wú)功過(guò)負(fù)荷能力。37、調(diào)壓措施:發(fā)電機(jī)調(diào)壓(發(fā)電機(jī)不僅是有功電源,也是無(wú)功電源,有些發(fā)電機(jī)還能通過(guò)進(jìn)相運(yùn)行吸收無(wú)功功率,所以可用
14、調(diào)整發(fā)電機(jī)端電壓的方式進(jìn)行調(diào)壓。這是一種充分利用發(fā)電機(jī)設(shè)備,不需要額外投資的調(diào)壓手段。);同步調(diào)相機(jī)調(diào)壓(同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī),也就是只能輸出無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí),它向系統(tǒng)提供給感性無(wú)功功率,起無(wú)功電源的作用;在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí),它從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率,起無(wú)功負(fù)荷的作用);利用變壓器分接頭調(diào)壓(調(diào)整變壓器分接頭擋位可改善局部地區(qū)電壓);靜電電容器調(diào)壓(通過(guò)并聯(lián)電容器向系統(tǒng)供給容性無(wú)功功率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。);靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)調(diào)壓(由電容器組與可調(diào)電抗器組成,通過(guò)向系統(tǒng)提供或吸取無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)壓,可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié));串聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓(采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償線路的部分串聯(lián)阻抗,
15、從而降低傳送功率時(shí)的無(wú)功損耗,并使電壓損耗中的QX/V分量減小,提高線路末端電壓);切去部分負(fù)荷調(diào)壓;改變電網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓(OPF)。38、調(diào)壓方式:逆調(diào)壓方式;恒調(diào)壓方式;順調(diào)壓方式。39、電壓計(jì)算的幾個(gè)指標(biāo):1)電壓降落;2)電壓損耗;3)電壓偏移;4)合格率。40、功角穩(wěn)定是指互聯(lián)系統(tǒng)中的同步發(fā)電機(jī)受到擾動(dòng)后保持同步運(yùn)行的能力。41、小干擾功角穩(wěn)定是電力系統(tǒng)遭受小擾動(dòng)后保持同步運(yùn)行的能力,它由系統(tǒng)的初始運(yùn)行狀態(tài)決定。大干擾功角穩(wěn)定又稱為暫態(tài)穩(wěn)定,是電力系統(tǒng)遭受輸電線短路等大干擾時(shí)保持同步運(yùn)行的能力,它由系統(tǒng)的初始運(yùn)行狀態(tài)和受擾動(dòng)的嚴(yán)重程度共同決定。42、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在給定的初始運(yùn)行條件下受到擾動(dòng)后回到一種平衡狀態(tài),同時(shí)大部分系統(tǒng)變量保持有界并使得(實(shí)際上)全系統(tǒng)保持完整的能力。43、頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)后,發(fā)電和負(fù)荷需求出現(xiàn)大的不平衡,系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定頻率的能力。44、HVDC引起次同步振蕩(SSO)的原因在于直流控制器的作用。45、解決次同步振蕩(SSO)/次同步諧振(SSR)的三道防線
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