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智能电网的基础(四)电力系统稳定

添加时间:2015-06-29 12:20:46 来源:知乎专栏

 

五、电力系统动态稳定

 

动态不稳定(不衰减的电磁振荡),在世界各国的其他电力系统中多次发生过。基本三种情况,即发电机组经长距离线路接入系统,弱联系的系统间及长链型结构的系统。

 

产生动态不稳定的根本原因,是系统的阻尼力矩为负。发生无论大或小的扰动引起的系统振荡,均因之而使振荡逐渐发散。或者引起系统间的解列,或者由于系统中某些参数的非线性而使振荡的幅值最终趋于某一定值。

 

国内外发生动态失稳的原因,经分析绝大多数都是由于电压调节系统的负阻尼效应。

 

在国内外系统中,当发生动态失稳时,往往事先没有准备,只得采取应急措施.实际采取的临时有效措施有如下三点。1)降低发电机有功输出,以减小配出线路或系统间联络线的传输功率(但也有过联络线传输功率极小时突然发生动态失稳的事例)2)提高发电机端电压。3)将电压调节器退出运行,或降低放大倍数等等。

 

而抑制动态失稳的最有效办法是在电压调节器的输入回路中引入能反应发电机转速变化的附加环节,并做到发电机端电压的变化能够与转速变化同相,以达到由励磁系统提供正阻尼力矩的最终要求。实际引入电压调节器的这个附加量,引入反应转速的这个电压调节器附加环节,在美国叫电力系统稳定器(PSS),在欧洲叫附加反馈(AF)。

 

动态稳定,其实是一个很好的研究方向。它包括:选择安装PSS的关健发电机位置;选择反应母线电压频率或转子转速,或输出功率作为PSS装置的信号栩入,以及确定主导的振荡频率与PSS回路参数的合理选择等等,都有许多学问可做。但实际发生的动态失稳事故,却往往难予预计。

 

六、电力系统频率稳定

 

频率反应了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。

 

电力系统运行频率偏离额定值过多,会给电力用户带来不利影响,而受影响最大的,当首推发电厂本身,当供电频率下降时,从而使发电机输出的电功率减少,更加剧了供需间的不平衡,进一步促使频率下降,甚至造成发电厂全停。

 

 

主要写的是低频减载方面的内容。

1)低频减载准则

在电力系统中,必须配置按频率降低自动减负荷装置,使保留运行的负荷容量能随时与运行中的发电容量相适应,以保证在突然发生有功功率缺额后,能迅走使系统频率恢复到接近倾定值。设计与整定按频率降低自动减负荷的准则,主要考虑如下:

如果没有特殊要求,一般宜限制下降到低于某一低频值(例如47Hz)的时间在任何情况下都不大于某一规定时间(例如0.5s)

在任何可能情况下的频率下降过程中,应保证系统低频率值与所经历的时间,能和大机组的低频保护相配合,保证这些大机组继续联网运行,避免事故进一步恶化。

因负荷过切引起的系统频率过调,最大不得超过某一定值,例如51HZ,避免引起系统中大型机组的过频率保护跳闸。这点实际发生过很多切负荷过频事故。(过频这时就要自动切机了)

2)小系统失去大电源

小系统失去大电源有两种小系统失去大电源的情况。一种是终端系统由主系统供应相当大比重的电源,另一种是新建立的电网,小系统装大容量机组。当失去主系统电源或大机组时,系统的有功功率缺额可能大到50%以上乃至百分之数百。这是一种特别严重的情况。我国的运行经验证实,当有功功率缺额过大时,在发生频率崩溃的同时,还可能发生电压崩溃,甚至电压崩溃快于频率崩溃,出现电压全面降低,运行机组全面过电流而系统频率下降并不突出严重的现象。显然,在这样的特殊电网条件下,对付如此大有功功率缺额的办法。不能再是一般的低频减负荷。实践经验说明,正确处理这种事故的办法,是按照预先安排好随时准备着的电网运行接线(例如安排好电源与负荷相适应的解列母线),当失去主电源大机组的同时,自动或联锁切除相适应的集中负荷。

频率稳定这块确实涉及不多,所以内容也不够丰富。

七、电力系统电压稳定

电压稳定这块比较复杂,很多东西也没有定论,所以自己对这块也只是略知一二。

很多在之前的无功补偿和电压调整里面提到过,主要写些其余的东西。

导则里将电压稳定定义为:电力系统受到小的扰动或大的扰动后,系统能保持或恢复到容许的范围内,不发生电压崩溃的能力。这样来说,电压稳定也分静态、暂态和动态三方面。具体意思和前述功角的差不多。

全球范围内,大部分大停电事故发展到某个阶段,都由于引起了电压崩溃问题,然后导致严重后果,其核心问题,还是无功不足,具体还是以下:

重负荷运行状态下系统负荷持续增加,系统运行备用(特别是无功)紧张,传输线潮流接近最大功率极限。

大的突然扰动,如失去发电机组、输电线相继跳闸等。?有载调压变压器ULTC负调压作用。

发电机过励限制器OEL。

继电保护、低频减载等缺乏协调是导致电压不稳定的一个重要原因。

弱连接的交直流系统。


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