第十九章提高电力系统稳定性的措施

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1、 Huazhong University of Science and Technologyp 提高稳定性的一般原则提高稳定性的一般原则p 改善电力系统基本元件的特性和参数改善电力系统基本元件的特性和参数u 原动机及其调节系统、发电机及其励磁系统、变压器、输电原动机及其调节系统、发电机及其励磁系统、变压器、输电线路、无功补偿设备、直流输电、继电保护及开关设备；线路、无功补偿设备、直流输电、继电保护及开关设备；p 采用附加装置提高电力系统的稳定性采用附加装置提高电力系统的稳定性u 串联电容补偿、并联电抗补偿、线路开关站、中继调相、变串联电容补偿、并联电抗补偿、线路开关站、中继调相、变压器中性点经

2、小电阻接地、电气制动压器中性点经小电阻接地、电气制动p 改善运行条件及其他措施改善运行条件及其他措施u 合理安排接线方式和运行电压、切机合理安排接线方式和运行电压、切机/切负荷、直流输电功率切负荷、直流输电功率快速调制、系统解列、短时间异步运行快速调制、系统解列、短时间异步运行Huazhong University of Science and TechnologyCH19 提高电力系统稳定性提高电力系统稳定性的措施的措施提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高稳定性的一般原则提高稳定性的一般原则p 尽可能提高电力系统的功率极限尽可能提高电力系统的功率极限提高发电机电势、减小系统阻

3、抗、提高发电机电势、减小系统阻抗、提高和稳定系统电压提高和稳定系统电压u 输电线路并联电抗补偿输电线路并联电抗补偿u 采用高电压等级输电线路采用高电压等级输电线路u 串联电容器补偿串联电容器补偿/设置开关站；设置开关站；u 减小变压器电抗减小变压器电抗u 设置中继同步调相机；设置中继同步调相机；p 抑制自发振荡的发生抑制自发振荡的发生选择合适选择合适的励磁调节装置和整定参数的励磁调节装置和整定参数u 多参数自动励磁调节器多参数自动励磁调节器u PSS、FACTS，HVDCp 尽可能减小发电机相对运动的振荡尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度幅度减小不平衡功率，减小转子减小不平衡功率，减小转子相对

4、加速度，减少转子相对动能变化相对加速度，减少转子相对动能变化u 快速切除故障快速切除故障u 自动重合闸自动重合闸u 变压器中性点经小电阻接地变压器中性点经小电阻接地u 电气制动电气制动u 切机切负荷切机切负荷u HVDC功率快速调节功率快速调节u 合理确定运行方式、包括系统接线、合理确定运行方式、包括系统接线、运行潮流、运行电压水平，等；运行潮流、运行电压水平，等；u 系统解列与异步运行系统解列与异步运行提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高静态稳定性的措施提高静态稳定性的措施p 尽可能提高电力系统的功率极限尽可能提高电力系统的功率极限输电线路并联电抗补偿，提高发电机电势输电线路

5、并联电抗补偿，提高发电机电势(p226):改变改变 、T-1V1V2GLT-1V1V2GLdjXqE2V1TjXLjX2Bj2BjGICQ1VdjXqE2V1TjXLjXGQ2Bj1VGICQ1V()dTGj XXIGIqEo1V()dTGj XXIGIqEosinsinqmIE VPPXqE提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高静态稳定性的措施提高静态稳定性的措施p 尽可能提高电力系统的功率极限尽可能提高电力系统的功率极限采用高电压等级输电线路（采用高电压等级输电线路（p264）、改变输电）、改变输电线结构减小电抗（线结构减小电抗（p265）:紧凑型分裂导线紧凑型分裂导线T-1

6、V1V2GLdjXqE2V1TjXLjXsinsinqmGTLE VPPXXX()()()222%(.)100%(.)100GBGGNSBTTNBBBLLLLBavNXSXpuSVSXpuSSSSXXXXVVV()2mGTLBNEVPaXXbXSab Vu 远距离输电采用超高压，减小输电线路电抗占系统阻抗的比重远距离输电采用超高压，减小输电线路电抗占系统阻抗的比重01002003004005006000100200300400500600700800900提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高静态稳定性的措施提高静态稳定性的措施p 尽可能提高电力系统的功率极限尽可能提高电力系统的

7、功率极限输电线路设开关站、串联补偿、中继同步调相输电线路设开关站、串联补偿、中继同步调相(p267)GGG=VaV212qmdTLTE VPXXXXXX1234qmdTLTE VPXXXXXX2min,qaamIIIE VV VPXX1212qmdTLCTE VPXXXXXXXG提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度改善发电机及励磁调节器性能改善发电机及励磁调节器性能u 减小发电机电抗减小发电机电抗xd、xd,xq；u 增大发电机惯性时间常数增大发电机惯性时间常数TJu 装

8、设高灵敏度自动励磁调节器：装设高灵敏度自动励磁调节器：提高功率极限、扩大稳定范围（静稳）提高功率极限、扩大稳定范围（静稳）改变电磁功率特性，减小励磁机时间常数改变电磁功率特性，减小励磁机时间常数Te,增大强励时励磁电压的顶值（暂稳）增大强励时励磁电压的顶值（暂稳）提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度快速切除故障快速切除故障(p261-262)Gu 暂态稳定极限暂态稳定极限PTsl：刚好保持暂态稳定所能：刚好保持暂态稳定所能输送的最大功率；输送的最大功率；u 故障越严重，快

9、速切除的稳定性效果越好故障越严重，快速切除的稳定性效果越好u 三相短路，三相短路，Tc从从0.2秒提高到秒提高到0.1秒，暂稳极秒，暂稳极限提高近限提高近40%不稳定不稳定临界状态临界状态稳定稳定以零秒切除故障时的以零秒切除故障时的P PTslTsl为基准为基准提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度自动重合闸：三相重合闸、单相重合闸自动重合闸：三相重合闸、单相重合闸(p262-263)u 单相重合闸：必须校核线路潜供电流；单相重合闸：必须校核线路潜供电流；u 永久故障，重合

10、闸将恶化系统稳定性永久故障，重合闸将恶化系统稳定性提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度变压器中性点经小电阻接地变压器中性点经小电阻接地(p268-269)u 对于不对称接地故障有效对于不对称接地故障有效u 位于受端系统侧，会加重正在减速的受端机组负载位于受端系统侧，会加重正在减速的受端机组负载sin12 IIIIXEVP)sin(sin121211112ZEVZEPII提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发

11、电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度发电机电气制动发电机电气制动(p269-270)GbR控制保护控制保护bt投投切切0ccrP0P0cmaxP0Pbh无电气制动无电气制动暂态失稳暂态失稳投电气制动投电气制动第一摇摆稳定第一摇摆稳定u 多用于水电厂，以水为制动电阻多用于水电厂，以水为制动电阻u 开关可用晶闸管控制，快速控制开关可用晶闸管控制，快速控制0cmaxP0Pbh提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度发电机电气制动发电机电气制动u 制动容量与制动时

12、间的配合，对暂态稳定性的影响很大；制动容量与制动时间的配合，对暂态稳定性的影响很大；u 制动时间过长，会导致第二摇摆失稳；制动时间过长，会导致第二摇摆失稳；GbR控制保护控制保护bt投投切切mincrP0PmaxP0Pminkh第二摇第二摇摆失稳摆失稳投电气制动投电气制动第一摇摆稳定第一摇摆稳定制动时间过长制动时间过长转子摇摆幅度大转子摇摆幅度大提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施提高暂态稳定性的措施提高暂态稳定性的措施p 尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度快关汽门快关汽门(p260-261)、切除发电机及部、切除发电机及部分负荷分负荷(p272-

13、273)：注意切机后系统等值电路结构有变化，电磁功率特性发生改变；：注意切机后系统等值电路结构有变化，电磁功率特性发生改变；提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施其他提高稳定性的措施其他提高稳定性的措施p 合理确定系统接线（合理确定系统接线（p272）u 并联接线：线路故障切除后，其余机组功率并联接线：线路故障切除后，其余机组功率能够送出，但是机组同时受到大的扰动；能够送出，但是机组同时受到大的扰动；u 分组接线：线路故障影响范围小，但是与故分组接线：线路故障影响范围小，但是与故障线路相连的机组功率无法送出，系统失去障线路相连的机组功率无法送出，系统失去电源；电源；p 系统解列系统解

14、列(p274)u 解列点的选择：使得分开的系解列点的选择：使得分开的系统可以独自保持同步稳定运行统可以独自保持同步稳定运行u 电力系统安全稳定装置：电力系统安全稳定装置：切机切机切负荷，系统解列切负荷，系统解列本章小结本章小结Huazhong University of Science and Technology 提高静态稳定性的原则提高静态稳定性的原则尽可能提高功率极限和抑制自发振荡；尽可能提高功率极限和抑制自发振荡；提高暂态稳定性的原则提高暂态稳定性的原则尽可能减小发电机受大扰动后相对运动的振荡尽可能减小发电机受大扰动后相对运动的振荡幅度幅度 对每一种提高稳定性的措施，了解其作用原理及对

15、提高静态稳定性和暂态对每一种提高稳定性的措施，了解其作用原理及对提高静态稳定性和暂态稳定性的作用；稳定性的作用；应能熟练地应用等面积定则分析自动重合闸、快关汽门、电气制动、切机应能熟练地应用等面积定则分析自动重合闸、快关汽门、电气制动、切机切负荷等暂态稳定过程；切负荷等暂态稳定过程；应注意了解各种措施的技术经济性，综合考虑其实际应用的可行性；应注意了解各种措施的技术经济性，综合考虑其实际应用的可行性；习题习题Huazhong University of Science and TechnologyEx 19-2，19-5Huazhong University of Science and Technology