理论教育 电力系统分析理论与方法的浅析

电力系统分析理论与方法的浅析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.1.3.1电力系统分析理论与方法的发展过程按照上述两个方面的发展,可将100多年来电力系统分析理论和方法研究的发展历程粗略地划分为三个阶段。第二阶段展现了电力系统规模发展和分析方法计算机化的进程。我国电力系统在此期间发展相对迟缓。1.1.3.2现代电力系统分析面临的问题近20年来,现代电力系统时代的巨大变化对电力系统分析理论与技术产生深刻的影响。

电力系统分析理论与方法的浅析

电力系统分析是进行电力系统研究、规划设计、运行调度与控制的重要基础和手段。电力系统分析取决于对电力系统本身客观规律的认识,同时也取决于所采用的计算理论、方法和工具。因此,电力系统分析理论与方法的发展基本分为两个方面,即电力系统自身发展及对本身客观规律的认识,以及所采用的理论和方法。这两方面的发展相辅相成、相互推进。

1.1.3.1 电力系统分析理论与方法的发展过程

按照上述两个方面的发展,可将100多年来电力系统分析理论和方法研究的发展历程粗略地划分为三个阶段。

(1)第一阶段:电力工业初期(19世纪80年代)至20世纪40年代。第一阶段体现了小系统、手工计算的特点,基本为手工计算。为了减轻计算强度,人们研制了一些辅助计算工具,如交、直流计算台、计算曲线等。该时期是人们对电力系统本身客观规律认识的重要时期,奠定了电力系统基本组件的物理数学模型,其中包括发电机变压器、线路、异步电动机。

(2)第二阶段:20世纪40年代至20世纪80年代后期。第二阶段展现了电力系统规模发展和分析方法计算机化的进程。该时期,电力系统的基本组成没有发生太大变化,而主要是电力系统规模、发电输电容量和输电距离不断增大,电压等级不断升高。这期间发达国家的发展十分迅速,诞生了许多电力系统之最,如最大容量的机组、最高输电电压,高压直流输电也在此期间出现,只是发展较慢。我国电力系统在此期间发展相对迟缓。

(3)第三阶段:20世纪80年代后期至今。第三阶段进入现代电力系统时代,系统规模、组成和运行(运营)方式在该时期都发生了相当大的变化。现代控制理论和大功率电力电子组件的迅速发展,在为电力系统控制提供高效控制方式和手段的同时,也增加了系统自身的复杂性,且对电力系统分析的理论和方法提出了挑战。当今计算机信息、通信等技术的飞速发展为电力系统分析注入了新的活力,可以提供更先进的分析手段。这时期,发达国家电力工业发展进度相对缓慢,而我国电力工业正在以惊人的速度向前发展。(www.daowen.com)

1.1.3.2 现代电力系统分析面临的问题

近20年来,现代电力系统时代的巨大变化对电力系统分析理论与技术产生深刻的影响。现代电力系统的重要标志是大容量、超大规模、超高压、交直流混合,以及信息化、柔性化和市场化,因此无论是电力系统规则还是运行控制,都对电力系统分析提出了一系列新的问题和要求,主要体现在以下几方面。

计算机技术获得了广泛的应用和长足的进步。电力系统是一个典型的大系统,如何反映现代电力系统的特点,有效地、准确地分析其运行特性,从而改善其运行指标,一直是国内外电力领域研究的重点。因此,现代电力系统分析理论和方法的研究重点也必须与之相适应,研究如何利用现代计算机信息技术、现代通信技术更准确、快速、深入地研究现代大规模电力系统,比如进一步研究能更准确描述系统各组件在不同运行状态下的静态和动态特性以及系统整体特性的模型、大规模互联系统的数学表达形式等。

现代电力系统是一个高阶多变的复杂动力学系统,包含众多响应特性各异的组件,而这些响应特性各异的组件又通过输配电网络联系在一起。因此系统的整体动态特性不仅与这些组件本身的动态响应特性相关,还与电网五联带来的特殊问题有关。

电力电子技术在电力系统中的大量应用为电力系统提供了更快速、更准确、更柔性化的控制手段,使以前难以实现的控制手段和调节方法成为可能。随着电力系统的规模持续增大,结构日益复杂,组件不断更新,电力系统运行对电力系统的分析、规划和控制方法不断地提出更新、更高的要求。电力系统的过渡过程十分迅速,因而它对自动控制在客观上有很强的依赖性。人们一直在努力建立一个在当代计算工具条件下既满足工程分析精度要求又满足工程分析速度要求的数学模型和求解方法,从而使电力系统分析理论和方法在不断探索研究的过程中不断得到发展。

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