理论教育 电力系统稳定性分类方法

电力系统稳定性分类方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于这种考虑,2004年IEEE/CIGRE特别工作小组给出了图1-4所示的电力系统稳定性分类方法。图1-4电力系统稳定的分类频率稳定。小扰动功角稳定是指电力系统运行于某一稳态运行方式时,系统经受小扰动后,能恢复到受扰动前状态,或接近扰动前可接受的稳定运行状态的能力。电力系统电压稳定性就是电力系统维持节点电压在合理的数值范围内的能力。

电力系统稳定性分类方法

现代电力系统是一个高阶多变量的复杂动力学系统,包含众多响应特性各异的元件,而这些响应特性各异的元件又通过输配电网络相互联系在一起,因此系统的整体动态特性不仅与这些元件本身的动态响应特性有关,而且还与电网互联带来的特殊问题有关。为了便于理解各种动态特性的物理本质和采用合理的简化方法来分析不同性质的问题,常常需要根据系统动态过程中所关心的物理量、系统承受干扰的大小以及动态过程持续时间的不同,对电力系统的稳定性进行分类。

根据IEEE/CIGRE推荐的分类方法,首先根据动态过程中所关心的物理量的不同,将电力系统稳定性分为功角稳定、频率稳定和电压稳定三类;进而根据干扰的性质,又将功角稳定分为小干扰稳定和暂态稳定,同样将电压稳定分为小干扰电压稳定和大干扰电压稳定。另外,从干扰后动态过程的持续时间来看,功角稳定问题所涉及的电力系统元件通常都具有相对较快的动态响应速度,动态过程持续时间一般较短(如10 s或更短),属于短期稳定性问题;而频率稳定和电压稳定根据所涉及的设备不同,动态特性可以分为短期稳定性和长期稳定性。基于这种考虑,2004年IEEE/CIGRE特别工作小组给出了图1-4所示的电力系统稳定性分类方法。

图1-4 电力系统稳定的分类(www.daowen.com)

(1)频率稳定。电力系统频率稳定性是指电力系统受到严重扰动以后,发电和负荷产生大的不平衡,电力系统仍能维持频率在合理的数值范围内的能力。频率稳定分为长期频率稳定和短期频率稳定等。一次调频、二次调频,也称自动发电控制(automatic generation control,AGC)是保证电力系统频率稳定的重要手段。

(2)功角稳定。正常情况下,系统中各发电机以相同速度旋转,机间相对转子角度维持恒定,即处于同步运行状态。若受到扰动后,系统中各发电机之间的相对功角随时间衰减并最终达到一个新的稳态值,则系统功角稳定。若受到扰动后,系统中各发电机之间的相对功角随时间不断增加,导致发电机失去同步,则系统功角失稳。功角稳定分为小扰动功角稳定和暂态功角稳定两种。小扰动功角稳定是指电力系统运行于某一稳态运行方式时,系统经受小扰动后,能恢复到受扰动前状态,或接近扰动前可接受的稳定运行状态的能力。暂态功角稳定是指电力系统受到大干扰后,各发电机维持同步并过渡到新的稳定方式的能力,通常指第一或第二振荡周期不失步。

(3)电压稳定。电力系统电压稳定性就是电力系统维持节点电压在合理的数值范围内的能力。按照系统受到扰动的大小可以将电压稳定问题分为小扰动电压稳定和大扰动电压稳定。小扰动电压稳定研究的是电力系统在某一种潮流状况下,受到小的扰动系统能否保持稳定并维持各节点电压在合理的数值范围内。例如,负荷的缓慢增加有可能使系统达到承受负荷的极限,任何使系统偏离该平衡点的扰动都将导致母线电压发生不可逆转的下降,而其他状态变量没有明显的变化。大扰动电压稳定问题是电力系统受到大的扰动后伴随着系统保护的动作与事故处理,某些母线电压发生不可逆转的突然下降,而此时电力系统中其他的状态变量仍处于合理的数值范围内。

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