穩(wěn)定裝置現(xiàn)狀、要求和實現(xiàn)要素ppt課件

1、目 錄1、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀2、對平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求3、實現(xiàn)穩(wěn)定性預測的三個根本要素4、三個根本要素在穩(wěn)定性預測中表達舉例一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀0 0配置平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)是互聯(lián)電網(wǎng)平安穩(wěn)定運配置平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)是互聯(lián)電網(wǎng)平安穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的技術保證轉(zhuǎn)的技術保證平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研制是一項需求多專業(yè)協(xié)平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研制是一項需求多專業(yè)協(xié)同任務的研討工程同任務的研討工程明確對平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)的根本要求與其實現(xiàn)明確對平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)的根本要求與其實現(xiàn)的必要技術條件是做好平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)研討的必要技術條件是做好平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)研討的首要義務的首要義務一、平安穩(wěn)定

2、控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀1 1穩(wěn)定性監(jiān)測與預測安裝的分類穩(wěn)定性監(jiān)測與預測安裝的分類間接反映功角的監(jiān)測安裝間接反映功角的監(jiān)測安裝直接丈量功角或角速度的監(jiān)測安裝直接丈量功角或角速度的監(jiān)測安裝 基于能量原理的失步預測基于能量原理的失步預測 一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀2 2 間接反映功角的監(jiān)測安裝間接反映功角的監(jiān)測安裝阻抗型檢測安裝阻抗型檢測安裝 丈量振蕩中心電壓的檢測安裝丈量振蕩中心電壓的檢測安裝 利用電壓和電流變化率的監(jiān)測安裝利用電壓和電流變化率的監(jiān)測安裝一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀3 3 阻抗電阻型失步判別安裝能反映各種緣由呵斥的

3、失步，它受發(fā)電機調(diào)理系統(tǒng)的影響較小，在預測動態(tài)穩(wěn)定性方面準確性較高，反映電阻分量的安裝在區(qū)分同步搖擺和失步在靈敏性上較阻抗型略高。反映振蕩中心電壓的失步預測安裝在失步邊緣區(qū)段靈敏度較高，參與變化率后的安裝具有預測功能，能在失步前發(fā)出失步信號。反映電流電壓變化率的預測安裝對于由艱苦擾動引起的失步事故能做出快速預測，有利于采取控制措施，堅持系統(tǒng)穩(wěn)定。一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀4 4v 純反映阻抗電阻的失步繼電器只能在發(fā)電機失步時 給出信號，時間常數(shù)不易整定，太小預測作用不強，太大又有誤動的危險。v 振蕩中心電壓和功角的簡單函數(shù)關系是在假定兩側(cè)電勢相等，各元件阻抗角都相等的

4、理想條件下給出的，在實踐系統(tǒng)中它不能準確跟蹤功角的變化，所以存在計算誤差。v 電流電壓變化率的預測安裝隨網(wǎng)絡參數(shù)的變化K值也在變化，在實踐運轉(zhuǎn)中難以確定。v 在復雜的電力系統(tǒng)中不能通用，由于它僅能反響系統(tǒng)部分的一些信息。一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀5 5v 直接丈量功角的失步預測 v 直接丈量角速度的失步預測 v 對這類安裝的評價v 安裝要獲得大量的實時參數(shù)，數(shù)據(jù)的丈量和傳輸需求運用通訊手段，一旦通訊缺點，整個安裝都將失靈。v 這種僅丈量某臺發(fā)電機的功角或角速度不能構成嚴厲的失步判據(jù)，只能經(jīng)過與一臨界功角或臨界角速度相比較，而臨界值在實踐中難于確定，由于它劇烈地依賴于缺

5、點前的運轉(zhuǎn)方式、缺點發(fā)生的情況以及缺點切除后系統(tǒng)的網(wǎng)絡構造。 一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀6 6 基于能量原理的失步預測基于能量原理的失步預測基于等面積定那么的失步預測基于等面積定那么的失步預測 基于能量函數(shù)的失步預測基于能量函數(shù)的失步預測 一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀7 7 對基于能量原理的失步預測安裝的評價對基于能量原理的失步預測安裝的評價基于等面積定那么的失步預測方案預測速度快，但它僅適用于基于等面積定那么的失步預測方案預測速度快，但它僅適用于單機單機無窮大母線方式。無窮大母線方式。利用利用GPS實測相角提高了相角丈量的精度，可以計及對端電

6、壓、實測相角提高了相角丈量的精度，可以計及對端電壓、網(wǎng)絡參數(shù)的變化對功角丈量的影響，但是能否穩(wěn)定的判別依網(wǎng)絡參數(shù)的變化對功角丈量的影響，但是能否穩(wěn)定的判別依然需求預知系統(tǒng)極限能量，而這是難于準確估計的。然需求預知系統(tǒng)極限能量，而這是難于準確估計的。利用有功功率及功率變化量的失步預測安裝對某些艱苦擾動引利用有功功率及功率變化量的失步預測安裝對某些艱苦擾動引起的失步事故可以快速動作，實際上在擾動瞬間給出預測結起的失步事故可以快速動作，實際上在擾動瞬間給出預測結果。但它僅能反映簡單系統(tǒng)中某些暫態(tài)穩(wěn)定破壞事故，在較果。但它僅能反映簡單系統(tǒng)中某些暫態(tài)穩(wěn)定破壞事故，在較復雜網(wǎng)絡中運用存在一定困難。復雜網(wǎng)絡

7、中運用存在一定困難。 一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀8 8 目前采用的方案目前采用的方案離線料想計算，實時匹配：存在失配，自順應才干很差。離線料想計算，實時匹配：存在失配，自順應才干很差。在線料想計算，實時匹配：防止了工況的失配問題，可以在線料想計算，實時匹配：防止了工況的失配問題，可以自動順應系統(tǒng)的開展變化。但對決策分析軟件的要求很高，自動順應系統(tǒng)的開展變化。但對決策分析軟件的要求很高，要求其在盡能夠短的時間內(nèi)作出決議。要求其在盡能夠短的時間內(nèi)作出決議。一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀9 9v可行性：GPS的出現(xiàn)和引入電力系統(tǒng)，使得對電力系統(tǒng)具有重要

8、作用的相角丈量得以實現(xiàn)?，F(xiàn)代的遠間隔通訊才干和任務站技術使我們能得到系統(tǒng)的實時搖擺運動軌跡信息，于是可進展全系統(tǒng)的在線實時性的動態(tài)監(jiān)視，因此必將極大地改善系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預測及控制的程度，為暫態(tài)穩(wěn)定的失穩(wěn)預測和控制提供新的思緒和方法。v出發(fā)點：以系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)視的實時軌跡信息為根底，預測系統(tǒng)未來的開展趨勢和變化，并快速識別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于防止系統(tǒng)的穩(wěn)定性破壞和快速起動緊急控制將起到關鍵作用。 基于軌跡信息進展實時預測的可行性基于軌跡信息進展實時預測的可行性一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀一、平安穩(wěn)定控制安裝的現(xiàn)狀1010 基于系統(tǒng)的軌跡信息,不需預先知道電力網(wǎng)絡構造、參數(shù)以及負載動力學特性等難以準確獲得的

9、知識，所需參數(shù)由實時丈量信息獲得或計算得到，因此它能更準確地反映系統(tǒng)的真實運轉(zhuǎn)情況。 基于軌跡信息進展實時預測的優(yōu)點基于軌跡信息進展實時預測的優(yōu)點1 1、平安穩(wěn)定控制安裝的相對選擇性、平安穩(wěn)定控制安裝的相對選擇性平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)以部分損失平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)以部分損失為代價換取全系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的全局利益為代價換取全系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的全局利益充分利用電力系統(tǒng)本身的抗擾動才干充分利用電力系統(tǒng)本身的抗擾動才干平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)投入緊急控平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)投入緊急控制后獲得的全局利益應遠大于所呵斥的制后獲得的全局利益應遠大于所呵斥的部分損失部分損失為保證平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)動作為保證平安穩(wěn)定控制安裝

10、系統(tǒng)動作的選擇性，首先應做好平安穩(wěn)定預測任的選擇性，首先應做好平安穩(wěn)定預測任務務二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求12、平安穩(wěn)定控制措施投入后的真實有效性、平安穩(wěn)定控制措施投入后的真實有效性投入控制措施的快速性是保證控制有效性的必投入控制措施的快速性是保證控制有效性的必要條件要條件平安穩(wěn)定控制措施的施加地點、時辰、控制量平安穩(wěn)定控制措施的施加地點、時辰、控制量應進展協(xié)調(diào)，才干保證有效性應進展協(xié)調(diào)，才干保證有效性控制有效性應校核控制有效性應校核二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求23、平安穩(wěn)定控制安裝的經(jīng)濟性、平安穩(wěn)定控制安裝的經(jīng)濟性在系統(tǒng)的規(guī)劃

11、設計階段同時思索平安穩(wěn)定控制在系統(tǒng)的規(guī)劃設計階段同時思索平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)所獲得的效益系統(tǒng)所獲得的效益在電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)中由于運用平安穩(wěn)定控制在電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)中由于運用平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)所獲得的經(jīng)濟效益系統(tǒng)所獲得的經(jīng)濟效益平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)在系統(tǒng)缺點時維持平安穩(wěn)定控制安裝系統(tǒng)在系統(tǒng)缺點時維持平安穩(wěn)定運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的效益平安穩(wěn)定運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的效益二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求34、平安穩(wěn)定控制安裝的有限順應性、平安穩(wěn)定控制安裝的有限順應性順應一樣不穩(wěn)定方式下的不同電力系統(tǒng)順應一樣不穩(wěn)定方式下的不同電力系統(tǒng)順應啟動投入不同的穩(wěn)定控制措施順應啟動投入不同的穩(wěn)定控制措施平安穩(wěn)定

12、控制安裝產(chǎn)品典型化、系列化平安穩(wěn)定控制安裝產(chǎn)品典型化、系列化二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求45、平安穩(wěn)定控制安裝的高度可靠性、平安穩(wěn)定控制安裝的高度可靠性運用系列平安穩(wěn)定控制安裝的協(xié)同配合，簡化運用系列平安穩(wěn)定控制安裝的協(xié)同配合，簡化單個安裝的復雜程度，提高控制系統(tǒng)動作的正單個安裝的復雜程度，提高控制系統(tǒng)動作的正確性確性采用本地缺點量閉鎖和必要的雙重化措施保證采用本地缺點量閉鎖和必要的雙重化措施保證控制系統(tǒng)動作的正確性控制系統(tǒng)動作的正確性利用缺點再現(xiàn)手段評價安裝動作的正確性利用缺點再現(xiàn)手段評價安裝動作的正確性二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術要求二、平安穩(wěn)定控制安裝的技術

13、要求5三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素1以下三種參數(shù)決議擾動后系統(tǒng)的穩(wěn)定性以下三種參數(shù)決議擾動后系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1)(1)擾動前系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)形狀及電機參數(shù)擾動前系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)形狀及電機參數(shù)(2)(2)擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲(3)(3)擾動對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響擾動對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響3.1 電力系統(tǒng)的數(shù)學模型電力系統(tǒng)的數(shù)學模型(1),.,n,i)(GBEEGEPMijijijijjnijiiiiTiii21cossin12 其中：其中：MiMi，PnPn慣性常數(shù)及機械功率。慣性常數(shù)及機械功率。對于一個機系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子運動方程為：對于一個機系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子運動方程為：GijGi

14、j、BijBij為為* *i i機與機與* *j j機間的互導、互電納，機間的互導、互電納， GiiGii為自為自電導。電導。三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素13.1 電力系統(tǒng)的數(shù)學模型電力系統(tǒng)的數(shù)學模型(2),.,n,ico-iAPMMPPMTieiii21 BEECGEEDGEPPijjiijijjiijiiiTii,2nijijijijijeiDCP1cossin這里所講的失步預測，是調(diào)查擾動消除后系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性，所這里所講的失步預測，是調(diào)查擾動消除后系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性，所關懷的能否失步，即在范數(shù)意義下：關懷的能否失步，即在范數(shù)意義下：發(fā)電機相對系統(tǒng)角度中心的

15、運動方程為：發(fā)電機相對系統(tǒng)角度中心的運動方程為：三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素23.1 電力系統(tǒng)的數(shù)學模型電力系統(tǒng)的數(shù)學模型(3)0)(tCt系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之是不穩(wěn)定的。系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之是不穩(wěn)定的。0)0(00 )(假定擾動消除時辰記為t=0，記方程是一組非零初值、非線性常微分方程組。方程是一組非零初值、非線性常微分方程組。眾所周知，解析解是難以求得的，但失步預測只關懷系眾所周知，解析解是難以求得的，但失步預測只關懷系統(tǒng)搖擺的結果，不關懷搖擺的過程，初值即擾動消除時統(tǒng)搖擺的結果，不關懷搖擺的過程，初值即擾動消除時辰角度角速度確定后，方程的解才是確定的即系統(tǒng)能否

16、辰角度角速度確定后，方程的解才是確定的即系統(tǒng)能否穩(wěn)定才干決議，才有能夠預測系統(tǒng)能否失步。穩(wěn)定才干決議，才有能夠預測系統(tǒng)能否失步。三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素33.2 實現(xiàn)平安穩(wěn)定控制的根本要素(1)明顯看出，方程的解與以下要素有關：明顯看出，方程的解與以下要素有關：(1)(1)轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量M M、機械功率、機械功率PTPT、電勢、電勢E E；(2)(2)自互電導、電納自互電導、電納GiiGii、GijGij、BijBij；(3)(3)初值條件初值條件) 0 ()0(,條件1表示各發(fā)電機擾動前的運轉(zhuǎn)形狀和參數(shù)，由擾動前的系統(tǒng)條件可以確定。 條件2由擾動消除后的

17、拓撲和擾動前的負荷形狀決議，不同的元件切除影響各發(fā)電機間的自、互導納。 條件3表示“擾動呵斥系統(tǒng)的位移，包括擾動的地點、種類、繼續(xù)時間等。三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素43.2 實現(xiàn)平安穩(wěn)定控制的根本要素(2)系統(tǒng)穩(wěn)定性的預測就是在充分反映以下條件的根底上：系統(tǒng)穩(wěn)定性的預測就是在充分反映以下條件的根底上：(1)(1)擾動前系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)形狀及電機參數(shù)；擾動前系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)形狀及電機參數(shù)；(2)(2)擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲；擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲；(3)(3)擾動對系統(tǒng)形狀呵斥的偏移。擾動對系統(tǒng)形狀呵斥的偏移。正確發(fā)掘并定量利用以上三者之間的關系，才干正確正確發(fā)掘并定量利用以上

18、三者之間的關系，才干正確預測穩(wěn)定性。預測穩(wěn)定性。研討預測原理，就是在尋覓以上三者與穩(wěn)定性之間的研討預測原理，就是在尋覓以上三者與穩(wěn)定性之間的定量關系。定量關系。任何失步快速預測判據(jù)假設不充分反映以上三個條件，任何失步快速預測判據(jù)假設不充分反映以上三個條件，預測的結果就不會是完全正確。預測的結果就不會是完全正確。三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素53.3 暫態(tài)穩(wěn)定性預測結論得出的時辰v暫態(tài)穩(wěn)定性預測結論得出的最快時辰為最后一暫態(tài)穩(wěn)定性預測結論得出的最快時辰為最后一次擾動消除時辰。次擾動消除時辰。v假設能估計擾動對系統(tǒng)形狀呵斥的偏移和網(wǎng)絡假設能估計擾動對系統(tǒng)形狀呵斥的偏移

19、和網(wǎng)絡變化，穩(wěn)定性預測結論可以提早得出。變化，穩(wěn)定性預測結論可以提早得出。v暫態(tài)穩(wěn)定性預測是對復雜系統(tǒng)開展過程的結果暫態(tài)穩(wěn)定性預測是對復雜系統(tǒng)開展過程的結果進展估計，而繼電維護是對某元件的形狀進展進展估計，而繼電維護是對某元件的形狀進展甄別，前者要困難得多。甄別，前者要困難得多。v，三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素三、實現(xiàn)失穩(wěn)預測的三個根本要素6四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測中四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測中表達表達(1)四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測中表四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測中表達達(2)用面積定那么預測穩(wěn)定性，三個根本要素表達在：用面積定那么預測穩(wěn)定性，三個根本要素表達在：擾

20、動前運轉(zhuǎn)形狀由擾動前運轉(zhuǎn)形狀由 、PTPT表征。表征。擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲擾動消除后的網(wǎng)絡拓撲C C和和PTPT決議擾動后的穩(wěn)定平衡點決議擾動后的穩(wěn)定平衡點 和不和不穩(wěn)定平衡點穩(wěn)定平衡點 。網(wǎng)絡吸收暫態(tài)能量的最大值僅與擾動前的。網(wǎng)絡吸收暫態(tài)能量的最大值僅與擾動前的PTPT、擾動消除后的擾動消除后的C C有關，而與擾動無關。有關，而與擾動無關。擾動對系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為擾動對系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為 、B B ，影響，影響A1A1的大小。的大小。0suC四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測四、三個根本要素在暫態(tài)穩(wěn)定性預測中表達中表達(3) 111121)cos(cos)(21)(ninijsijijijsiiniiiniiCPMXV 1111)cos(c