動態(tài)電力系統(tǒng)教學(xué)教程

動態(tài)電力系統(tǒng)

標(biāo)么系統(tǒng)[CWTAYLOR]：

常用的電力系統(tǒng)標(biāo)么系統(tǒng)： 三相功率和線電壓:從一個標(biāo)么系統(tǒng)向另一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)換:常用的基準(zhǔn)功率：單一元件的研究時，常用元件自身的額定容量系統(tǒng)的短路容量引申至短路比：系統(tǒng)的短路容量/元件額定容量短路電抗：1/短路比線路的自然功率，自然阻抗系統(tǒng)基準(zhǔn)容量：一般電網(wǎng)100MVA，

500KV電網(wǎng)可取1000MWA標(biāo)么系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)各點電壓比較一致的范圍內(nèi)：1±0.05以元件額定容量為基值時，元件的參數(shù)比較整齊同步發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子的分析更加容易去除了線電量和相電量的區(qū)別去除了三相系統(tǒng)的31/2變壓器變比在1的附近標(biāo)么系統(tǒng)的缺點對于線路，不論電壓等級和額定功率，其每公里的物理參數(shù)的落定在一定范圍對直流傳輸，沒有必要轉(zhuǎn)換到標(biāo)么系統(tǒng)有可能在實際系統(tǒng)忘卻了三相系統(tǒng)的31/2這個系數(shù)用自身容量的發(fā)電機參數(shù)更清晰基本方法前提：電力系統(tǒng)的問題是時間和空間上的問題穩(wěn)定是一個動態(tài)現(xiàn)象，可能涉及到許多裝置的互相作用電力系統(tǒng)的動態(tài)行為具有不同的時間域，大部分區(qū)域單故障和多重故障分析方法應(yīng)提供：失穩(wěn)的距離和失穩(wěn)的機理分析的目的：狀態(tài):系統(tǒng)穩(wěn)定還是不穩(wěn)定距離:穩(wěn)定系統(tǒng)離失穩(wěn)有多遠(yuǎn) 穩(wěn)定裕度被定義為系統(tǒng)運行點朝某個方向加重而失穩(wěn)的距離。規(guī)劃和運行裕度多種可能的措施最關(guān)鍵的設(shè)備機理:如果失穩(wěn)涉及的區(qū)域為什么會發(fā)生造成的結(jié)果有什么措施可以制止失穩(wěn)穩(wěn)定和安全判據(jù)：穩(wěn)定判據(jù)：不同的事故可以有不同要求，也可以結(jié)合三者確定安全運行極限。安全裕度：所有事件的穩(wěn)定裕度大于某值功角穩(wěn)定實用判據(jù)：臨界切除時間：適合meshed網(wǎng)最大傳輸功率：適合邊界網(wǎng)電壓穩(wěn)定實用判據(jù)：電壓：事故后電壓在一定的范圍內(nèi)無功儲備：事故前/后某些無功源的儲備在一定的范圍內(nèi)（電壓判據(jù)和對電壓的控制策略versus監(jiān)視和控制無功功率）穩(wěn)定分析方法電力系統(tǒng)的動態(tài)問題在時間域的一般劃分，在區(qū)域上的一般劃分模型和參數(shù)的合理性合理的穩(wěn)定指標(biāo)(線性性，物理量綱)潮流計算小擾動分析時域分析進(jìn)一步的分析：參數(shù)靈敏度分析按故障方式：大擾動穩(wěn)定：能夠在大擾動后控制穩(wěn)定：負(fù)荷變化，損失線路，損失發(fā)電機，等。在時間域內(nèi)進(jìn)行動態(tài)研究對非線性特性進(jìn)行模擬通用的方法：動態(tài)分析法：時域仿真法。靜態(tài)大范圍分析法：只考慮代數(shù)方程，時間是用隱含方式表示，如潮流方法準(zhǔn)動態(tài)分析法：考慮代數(shù)方程，時間同顯示方式表示，有快速的時域仿真法

小擾動穩(wěn)定：在小擾動后控制電壓的能力，“小擾動”表示動態(tài)模型可以線性化定點的穩(wěn)定分析靜態(tài)分析方法對很慢的系統(tǒng)動態(tài)過程進(jìn)行快照，然后進(jìn)行分析優(yōu)點：能夠深入研究系統(tǒng)狀態(tài)，失穩(wěn)距離和機理低CPU適合于多事件/狀態(tài)的研究。大量的規(guī)劃和運行研究在線分析缺點：沒有時間軌跡需對模型進(jìn)行假設(shè)或簡化，注意保證模型的基本特性有時難以預(yù)測失穩(wěn)的特性(快速的控制和非線性環(huán)節(jié)的影響)分析方法：非線性方法和線性分析法V-Q曲線P-V曲線連續(xù)潮流最優(yōu)乘子潮流法電壓穩(wěn)定的模式分析失穩(wěn)點的直接解法時域仿真法[CWTAYLOR,page252]：非線性、時域仿真，對微分方程進(jìn)行數(shù)值積分。優(yōu)點：捕捉系統(tǒng)事件和導(dǎo)致失穩(wěn)的時間域軌跡準(zhǔn)確地重演失穩(wěn)的事故現(xiàn)象提供系統(tǒng)和個別裝置的動態(tài)反應(yīng)缺點：需要大量的數(shù)據(jù)仿真時間長：每次仿真都耗費大量的CPU時間；多事故/運行狀態(tài)的仿真不切實際需要工程經(jīng)驗對仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)解釋仿真結(jié)果不能直接提供有關(guān)穩(wěn)定的靈敏度信息連續(xù)的靜態(tài)法（主要用于長過程仿真）Long-termstabilityanalysisforVoltageStabilityLong-termdynamicsanalysis完全的動態(tài)仿真不同的時段的問題:不同時段的程序的交替使用統(tǒng)一的程序Modeling

準(zhǔn)確，簡潔 非線性環(huán)節(jié) 模型的電壓和頻率適用范圍數(shù)學(xué)方法： 容許計算的系統(tǒng)規(guī)模 長過程動態(tài)時剛性問題突出考慮非線性環(huán)節(jié)地方和國際性的實用程序美國PTI公司法國EDF公司美國電力科學(xué)研究院EPRI，USA加拿大PowerTech運用場合：日常系統(tǒng)分析協(xié)調(diào)控制量大小與控制時間各種控制和保護措施的時間配合研究系統(tǒng)詳細(xì)現(xiàn)象事故重演分析獲得準(zhǔn)確的系統(tǒng)穩(wěn)定邊界簡化分析(靜態(tài)分析)的標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)和培訓(xùn)動態(tài)和靜態(tài)的綜合法結(jié)合大擾動法(如連續(xù)潮流法、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法)的模式分析法最有效的途徑：綜合使用各種互補的方法研究失穩(wěn)現(xiàn)象的不同方面，或根據(jù)分析要求選用不同的方法。目前主要用確定的方法，以后概率的方法可能是可接受并必要的。離線研究和在線研究離線研究：多種運行狀態(tài)，如一個（或更多）元件退出運行，考慮更嚴(yán)重的實時情況以防萬一。在線工具：計算運行點的穩(wěn)定性，如果不符合穩(wěn)定判據(jù)，提出補救的措施。在缺乏在線研究時，將離線研究結(jié)果轉(zhuǎn)換為能被在線監(jiān)視和被調(diào)度員確認(rèn)的穩(wěn)定指標(biāo)，如無功儲備，傳輸功率等。離線研究和在線研究：模型應(yīng)盡量一致。負(fù)荷：對穩(wěn)定研究起決定性作用計及負(fù)荷的電壓、頻率特性有必要計入感應(yīng)電動機模型負(fù)荷的暫態(tài)和長期模型，如受控?zé)崃ω?fù)荷電壓穩(wěn)定研究時低電壓網(wǎng)的負(fù)荷特性可能在某些情況下必須包括配電系統(tǒng)應(yīng)包括高壓網(wǎng)的LTC，無功補償，電壓調(diào)節(jié)控制；缺乏各元件詳盡數(shù)據(jù)的情況下，怎么辦？用恒功率模型是保守的方法嗎？研究穩(wěn)定特性時，需要進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析應(yīng)該投入更多的工作，取得現(xiàn)場的負(fù)荷特性發(fā)電機和調(diào)壓控制計及調(diào)壓器的調(diào)差特性在模型中建立負(fù)荷補償（如有）潮流中，應(yīng)用勵磁電流和定子電流限制，而不是無功最大功率靜止無功系統(tǒng)當(dāng)SVC工作在正常的電壓控制范圍內(nèi)，用調(diào)差特性控制母線電壓運行在極限范圍外時，SVC變?yōu)殡娙萜骰螂娍蛊鳌?/p>