電力系統(tǒng)穩(wěn)定講義

電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制清華大學(xué)電機工程系閔勇概述我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)定的根本概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定研討的對象和方法穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容聯(lián)網(wǎng)的必要性1831年法拉第發(fā)明電磁感應(yīng)定律，電能成為二次能源，就地運用1885和1895年〔NicholasTesla)發(fā)明了單相變壓器和三相變壓器1891年出現(xiàn)了三相交流輸電，遠間隔輸電成為能夠，出現(xiàn)了由發(fā)電機、線路和負荷構(gòu)成的最簡單的電力系統(tǒng)由于實踐運轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)受端系統(tǒng)在缺乏電源支持的情況下非常薄弱，逐漸出現(xiàn)了多電源點的互聯(lián)運轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成了早期的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的效益多個地域聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成大型互聯(lián)電網(wǎng)后：有利于地域間電力的平衡和經(jīng)濟調(diào)度有利于安排機組的檢修和事故備用容量有利于充分利用系統(tǒng)中廉價的水利資源有利于實現(xiàn)負荷點的多路供電以提高供電可靠性有利于提高系統(tǒng)的抗沖擊才干有利于提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量——由于互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)在經(jīng)濟上的明顯優(yōu)點，電力系統(tǒng)互聯(lián)的規(guī)模越來越大穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容我國電力系統(tǒng)開展歷史1880年7月，上海，第一臺12KW機組1949年，發(fā)電量43億KWh，裝機容量1848.6KW1999年，發(fā)電量12331.4億KWh，裝機容量2.98億KW裝機容量：96年超越1億，95年超越2億， 96年開場世界第二，2000年超越3億，07年過7億，09年過8億發(fā)電量：2007年3.256萬億千瓦時，世界第二位目前全國電網(wǎng)覆蓋率：96.4%穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容全國裝機容量2021年8.74億千瓦USabout1100GWin2021全國發(fā)電量2021年36506億千瓦時大區(qū)聯(lián)網(wǎng)符合電網(wǎng)開展的普通規(guī)律，大范圍進展資源優(yōu)化配置，提高運轉(zhuǎn)經(jīng)濟性、可靠性。水火電互濟減少地域備用容量錯峰效應(yīng)事故情況下功率緊急援助等符合我國能源、負荷的實踐分布情況我國一次能源資源分布格局特點煤炭資源：全國近80％的煤炭儲量在華北和西北地域，東北、華東和中南地域儲量很少。水能資源：全國近80％的水能資源在西部，特別是西南地域，中、東部地域分布的很少。我國各地域的電力需求情況很不平衡，東部地域經(jīng)濟興隆，電力負荷需求旺盛，中、西部經(jīng)濟落后，電力負荷需求相對要小。全國電力流向我國大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的指點方針西電東送為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，開發(fā)西部的水能、煤炭資源，滿足東部地域電力需求。構(gòu)成北、中、南三大輸電通道南北互供北、中、南各大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)全國聯(lián)網(wǎng)獲得周邊聯(lián)網(wǎng)效益反方意見我國大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的進程2001年5月東北與華北電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)2001年12月福建與華東電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)2002年4月川渝與華中電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)2003年9月19日到9月21日華北－華中聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)調(diào)試實驗，實現(xiàn)了東北、華北、華中、川渝電網(wǎng)500KV交流互聯(lián)。

2021年全國電網(wǎng)表示圖三華同步電網(wǎng)〔華中+川渝、華北、華東〕、東北電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、西北電網(wǎng)，同步電網(wǎng)之間以直流或直流背靠背相聯(lián)。電壓等級開展情況千伏1990195019601970198035~110千伏220千伏330千伏500千伏AC/DC2000750千伏20051000千伏電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的提出電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)可以合理利用能源資源，具有顯著的經(jīng)濟效益，因此得到了非常迅速的開展，但它同時也帶來了一些新的問題。隨著電力網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)程度的不但提高，系統(tǒng)越來越龐大，運轉(zhuǎn)方式越來越復(fù)雜，保證系統(tǒng)平安可靠運轉(zhuǎn)的難度也越來越大，使電網(wǎng)的平安穩(wěn)定問題越來越突出。在現(xiàn)代大電網(wǎng)中，各區(qū)域、各部分相互聯(lián)絡(luò)、親密相關(guān)、在運轉(zhuǎn)過程中相互影響。假設(shè)電網(wǎng)構(gòu)造不完善，短少必要的平安措施，一個部分的小擾動或異常運轉(zhuǎn)也能夠引起全系統(tǒng)的連鎖反響，甚至呵斥大面積的系統(tǒng)瓦解。穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)定研討的內(nèi)容根本問題——早期穩(wěn)定研討的內(nèi)容聯(lián)網(wǎng)后發(fā)電機組能否仍能按如下額定功率順利地送出功率，假設(shè)不能，應(yīng)該如何確定發(fā)電機的最大允許輸出功率?線路可以傳送的功率能否依然只受經(jīng)濟電流密度和最大允許電流(熱穩(wěn)定極限)限制，假設(shè)不是，應(yīng)該如何確定線路允許的最大傳送功率?線路出現(xiàn)短路或跳閘等事故時系統(tǒng)能否依然正常運轉(zhuǎn)，假設(shè)不能，應(yīng)該引入什么樣的維護安裝和／或穩(wěn)定控制安裝?穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)定研討的內(nèi)容隨著電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模的增大，不斷出現(xiàn)大量新的穩(wěn)定問題：如何在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造比較薄弱的情況下防止由于某一設(shè)備或線路的缺點產(chǎn)生連鎖反響，導(dǎo)致全系統(tǒng)的穩(wěn)定事故；如何防止長間隔重負荷的聯(lián)絡(luò)線引起的低頻振蕩景象；如何防止由于大型互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)頻率維持才干逐漸減弱且能夠的有功沖擊加大能夠引起的頻率穩(wěn)定問題；如何防止帶負荷調(diào)壓變壓器和無功功率缺額能夠引起的電壓穩(wěn)定問題。對電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的研討開展至今，已構(gòu)成為一個研討內(nèi)容日新月異、研討方法多種多樣、運用領(lǐng)域非常寬廣的綜合性研討領(lǐng)域穩(wěn)定問題的提出和研討內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義開展歷史隨著電力工業(yè)的出現(xiàn)而出現(xiàn)1920s：C.P.Steinmetz,“Powercontrolandstabilityofelectricgeneratingstations,〞AIEETrans.,vol.XXXIX,PartII,pp.1215–1287,July1920.隨著電力工業(yè)的不斷開展而變化內(nèi)涵、外延及分類分析方法和工具控制實際和手段早期局限于功角穩(wěn)定Before1980s?近年來，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定及區(qū)域間振蕩等問題引起越來越多的注重——穩(wěn)定問題的概念需求進一步準確化1995年<中國電力百科全書>中關(guān)于穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)在遭到擾動后,憑仗系統(tǒng)本身固有的才干和控制設(shè)備的作用，回復(fù)到原始穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)方式，或者到達新的穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)方式〔的才干〕。來源：IEEETaskForceReport,ProposedTerms&DefinitionsofPowerSystemStabilityIEEETrans.OnPAS,Vol.PAS-101,No.7,1982P.Kundur<電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制>中關(guān)于穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)穩(wěn)定可以概括地定義為這樣一種電力系統(tǒng)的特性，即它可以運轉(zhuǎn)于正常運轉(zhuǎn)條件下的平衡形狀，在蒙受擾動后可以恢復(fù)到可以允許的平衡形狀?！狿owerSystemStabilityandControl中譯本,2002Powersystemstabilitymaybebroadlydefinedasthatpropertyofapowersystemthatenablesittoremaininastateofoperatingequilibriumundernormaloperatingconditionsandtoregainanacceptablestateofequilibriumafterbeingsubjectedtoadisturbance——PowerSystemStabilityandControl,19942001年我國<電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定導(dǎo)那么>中的穩(wěn)定性定義電力系統(tǒng)穩(wěn)定性:電力系統(tǒng)遭到事故擾動后堅持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的才干。通常根據(jù)動態(tài)過程的特征和參與動作的元件及控制系統(tǒng)，將穩(wěn)定性的研討劃分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、小擾動動態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定及中長期動態(tài)穩(wěn)定?！?001年版<電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定導(dǎo)那么>2004年CIGRE的穩(wěn)定性定義電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在給定的初始運轉(zhuǎn)條件下遭到擾動后回到一種平衡形狀，同時大部分系統(tǒng)變量堅持有界并使得〔實踐上〕全系統(tǒng)堅持完好的才干。Powersystemstabilityistheabilityofanelectricpowersystem,foragiveninitialoperatingcondition,toregainastateofoperatingequilibriumafterbeingsubjectedtoaphysicaldisturbance,withmostsystemvariablesboundedsothatpracticallytheentiresystemremainsintact.——IEEE/CIGREJointTaskForceonStabilityTermsandDefinitions，2004討論1CIGRE定義主要針對的是作為一個整體的互聯(lián)電力系統(tǒng)本定義不適宜以下情況：某些情況下當系統(tǒng)可以堅持穩(wěn)定時遠方發(fā)電機組能夠會失去同步某些情況下特定負荷或負荷區(qū)的電動機也能夠在不導(dǎo)致系統(tǒng)連鎖性缺點的情況下失去穩(wěn)定討論2電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)維持在平衡點〔初始運轉(zhuǎn)形狀〕周圍運動的一種性質(zhì)實踐電力系統(tǒng)不能夠絕對的停留在某個形狀〔雖然實際分析中通常基于這種假設(shè)〕，各種擾動時辰不停地在發(fā)生，但系統(tǒng)對擾動的呼應(yīng)應(yīng)趨向于回到平衡點小擾動：如負荷擾動大擾動：如短路缺點、機組切除等對大擾動，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與擾動類型、地點以及繼續(xù)時間等要素有關(guān)不能夠要求系統(tǒng)對一切大擾動維持穩(wěn)定大擾動下穩(wěn)定平衡點具有一個有限的吸引域討論3擾動下系統(tǒng)的呼應(yīng)能夠包含很多設(shè)備的動作效果短路缺點時繼電維護的動作將引起電壓、電流、功率以及頻率的變化電壓變化引起發(fā)電機和負荷節(jié)點處調(diào)壓設(shè)備的動作轉(zhuǎn)速變化將引起調(diào)速系統(tǒng)的動作電壓和頻率的變化引起負荷功率的變化在擾動下維護單一元件的設(shè)備能夠引起系統(tǒng)構(gòu)造的弱化，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性討論4系統(tǒng)穩(wěn)定：到達新的平衡形狀且系統(tǒng)的整體性不被破壞，即幾乎一切發(fā)電機和負荷都經(jīng)過一個臨近的輸電網(wǎng)堅持互聯(lián)部分機組或負荷能夠因隔離缺點的操作而斷開與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)在嚴重缺點下能夠被自動解列系統(tǒng)不穩(wěn)定：將導(dǎo)致一個run-away或者run-down形狀轉(zhuǎn)子相對角繼續(xù)不斷上升或電壓繼續(xù)不斷下降連鎖性的機組或線路跳閘、系統(tǒng)的重要部分停電討論5穩(wěn)定性定義的實際解釋系統(tǒng)變量繼續(xù)堅持有界要求平衡點是穩(wěn)定的〔Lyapunov意義下〕假設(shè)那么稱零解是穩(wěn)定的，否那么是不穩(wěn)定的δ假設(shè)和t0無關(guān)，那么為一致穩(wěn)定的討論5(續(xù)〕擾動后系統(tǒng)呼應(yīng)逐漸平息并回到平衡點要求平衡點是漸近的設(shè)U是Rn中包含原點的一個開區(qū)域，假設(shè)那么稱U是零解的一個吸引域，對應(yīng)的零解是吸引的。等價于從U中出發(fā)的解當時間趨于無窮時趨近于0T假設(shè)和t0及x0無關(guān)，那么為一致吸引的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分類為什么需求分類穩(wěn)定性在本質(zhì)上是不同方向的作用力相互平衡的結(jié)果電力系統(tǒng)作為一種高維、多變量的動力系統(tǒng)來看，其動態(tài)過程遭到網(wǎng)絡(luò)拓撲、運轉(zhuǎn)條件和擾動類型等多方面的影響，各種力的失衡有多種方式，表現(xiàn)為多種不穩(wěn)定景象前述簡單的穩(wěn)定性定義不能采取通用的簡一方法進展分析，需求根據(jù)詳細的失穩(wěn)景象采用適當?shù)拿璁嫹绞酵怀鲋攸c問題適宜的分類任務(wù)是有效的分析處理電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的根底分類所基于的根本準那么可察看到的系統(tǒng)主要變量在失穩(wěn)過程中中表現(xiàn)出來的性質(zhì)導(dǎo)致失穩(wěn)過程的擾動的大小〔可決議在穩(wěn)定分析、計算和預(yù)測時采取的方法〕為評價穩(wěn)定性需求思索的元件、過程及時間范圍分類結(jié)果表示圖轉(zhuǎn)子角穩(wěn)定〔功角穩(wěn)定〕互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)中同步發(fā)電機在擾動下維持同步的才干取決于系統(tǒng)中每一臺發(fā)電機維持或恢復(fù)其電磁轉(zhuǎn)矩與機械轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系的才干影響功角穩(wěn)定問題的根本要素是同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子角變化時其電磁轉(zhuǎn)矩的變化方式〔功角關(guān)系〕，系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于轉(zhuǎn)子角的變化量能否產(chǎn)生足夠的恢復(fù)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子角失穩(wěn)的方式在轉(zhuǎn)子角搖擺時同步機電磁轉(zhuǎn)矩的變化包含兩個分量同步轉(zhuǎn)矩分量：與轉(zhuǎn)子角變化同相位阻尼轉(zhuǎn)矩分量：與轉(zhuǎn)速變化同相位假設(shè)發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)矩分量缺乏將導(dǎo)致非周期失穩(wěn)〔或非振蕩失穩(wěn)〕假設(shè)發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩分量缺乏將導(dǎo)致振蕩失穩(wěn)小擾動功角穩(wěn)定小擾動功角穩(wěn)定思索充分小擾動時的功角穩(wěn)定問題允許采用線性化的模型進展分析關(guān)懷的時間尺度為擾動后10到20秒從失穩(wěn)方式劃分：振蕩失穩(wěn)和非振蕩失穩(wěn)兩種實踐電力系統(tǒng)中通常出現(xiàn)的都是阻尼轉(zhuǎn)矩不夠?qū)е碌恼袷幨Х€(wěn)的景象由于調(diào)壓器的調(diào)理作用，實踐電力系統(tǒng)通常不會出現(xiàn)非振蕩失穩(wěn)，除非采用的是勵磁電壓為常數(shù)的模型小擾動功角穩(wěn)定〔續(xù)〕從失穩(wěn)區(qū)域劃分部分失穩(wěn)：一臺或幾臺機組相對系統(tǒng)的其他部分的振蕩〔部分振蕩方式〕逐漸增幅影響要素包括失穩(wěn)機組與系統(tǒng)的接入方式、調(diào)壓系統(tǒng)以及機組出力全局失穩(wěn)：一個地域的一切機組相對另一個地域的機組的振蕩〔區(qū)間振蕩方式〕影響要素非常復(fù)雜，負荷特性會產(chǎn)生重要的影響大擾動功角穩(wěn)定〔暫態(tài)穩(wěn)定〕大擾動功角穩(wěn)定思索嚴重擾動〔如短路缺點〕發(fā)電機轉(zhuǎn)子角大幅變化，須采用非線性的功角關(guān)系系統(tǒng)能否失穩(wěn)不僅取決于初始運轉(zhuǎn)形狀，而且取決于擾動的嚴重程度失穩(wěn)方式通常是由于缺乏足夠的同步力矩而產(chǎn)生的非振蕩失穩(wěn)，即所謂的第一擺失穩(wěn)大型電力系統(tǒng)中也存在其他失穩(wěn)方式第一擺穩(wěn)定后由于一個慢的區(qū)間振蕩方式和一個部分振蕩方式的疊加能夠?qū)е麓蟮霓D(zhuǎn)子角偏移第一擺穩(wěn)定后由于系統(tǒng)的非線性特性對某一振蕩方式的影響也能夠?qū)е率Х€(wěn)大擾動功角穩(wěn)定時間尺度通常是擾動后3到5秒對具有明顯的區(qū)間振蕩方式的大型電力系統(tǒng)可將時間尺度延伸到擾動后10到20秒——從時間尺度來看小擾動功角穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定問題都應(yīng)歸類為短期穩(wěn)定對動態(tài)穩(wěn)定概念的處置動態(tài)穩(wěn)定〔Dynamicstability〕也指一類功角穩(wěn)定問題，但對其含義不同的地域有不同的了解北美動態(tài)穩(wěn)定指思索發(fā)電機自動控制系統(tǒng)〔特別是勵磁控制系統(tǒng)〕時的小擾動穩(wěn)定相比之下，經(jīng)典的靜態(tài)穩(wěn)定那么特指不思索發(fā)電機自動控制系統(tǒng)時的小擾動穩(wěn)定歐洲通常用來表示暫態(tài)穩(wěn)定，即大擾動功角穩(wěn)定譯自前蘇聯(lián)的文獻也常采用這種說法因此CIGRE和IEEE建議不再運用該詞但是目前國內(nèi)的實踐運轉(zhuǎn)部門依然在大量運用該詞電壓穩(wěn)定給定初始運轉(zhuǎn)條件下發(fā)生擾動后電力系統(tǒng)維持其一切節(jié)點電壓值的才干取決于電力系統(tǒng)維持或恢復(fù)負荷需求和負荷供應(yīng)之間的平衡關(guān)系的才干電壓失穩(wěn)通常表現(xiàn)為部分節(jié)點電壓逐漸(progressive)下降或上升能夠?qū)е碌暮蠊麚p失部分負荷維護系統(tǒng)切除聯(lián)絡(luò)線或其他設(shè)備并導(dǎo)致連鎖反響，部分發(fā)電機也能夠在此過程中失去同步電壓穩(wěn)定〔續(xù)〕導(dǎo)致電壓失穩(wěn)的主要緣由通常是負荷特性，如電動機的滑差特性、配電網(wǎng)的電壓調(diào)理安裝、帶分接頭調(diào)理的變壓器等，其試圖恢復(fù)負荷的努力經(jīng)常添加了高壓網(wǎng)無功供應(yīng)的負擔并進一步加大了電壓降輸電網(wǎng)絡(luò)中的電抗限制了功率傳輸和電壓支撐的才干，其導(dǎo)致的電壓降落在電壓失穩(wěn)的過程中也起重要作用電壓穩(wěn)定〔續(xù)〕大部分電壓失穩(wěn)景象表現(xiàn)為電壓的繼續(xù)下降，但電壓上升的失穩(wěn)情況也是存在的并發(fā)生過HVDC也能夠引起電壓穩(wěn)定問題控制系統(tǒng)調(diào)理不當能夠?qū)е陆涣鱾?cè)無功供應(yīng)缺乏，所引起的電壓失穩(wěn)過程通常是快速的〔秒級甚至更快〕換流變的分接頭調(diào)理動作也能夠引起電壓失穩(wěn)，但失穩(wěn)過程會慢的多小擾動電壓穩(wěn)定小擾動電壓穩(wěn)定指微小擾動〔如負荷添加〕下系統(tǒng)維持電壓的才干在適當?shù)募僭O(shè)條件下，可以采用線性化模型計算系統(tǒng)的靈敏度信息從而判別影響穩(wěn)定性的要素由于線性化模型不能思索如分接頭調(diào)理之類的離散控制的影響，經(jīng)常將線性化分析和非線性分析組合起來運用大擾動電壓穩(wěn)定大擾動電壓穩(wěn)定指大擾動〔如系統(tǒng)缺點、切機、斷線等〕下系統(tǒng)維持電壓的才干影響這一過程的要素包括系統(tǒng)和負荷特性、各種延續(xù)控制和離散控制的效果以及維護系統(tǒng)的動作情況確定大擾動下的電壓穩(wěn)定性要求對系統(tǒng)在擾動后足夠長時間的呼應(yīng)進展分析，并思索電動機、變壓器分接頭、發(fā)電機勵磁限制等要素的影響時間尺度能夠從幾秒到幾非常鐘分析電壓穩(wěn)定的時間尺度短期電壓穩(wěn)定：時間尺度為數(shù)秒包括電動機、HVDC換流器等元件需求對適當?shù)南到y(tǒng)微分方程求解，類似功角穩(wěn)定的分析方法不建議運用“暫態(tài)電壓穩(wěn)定〞一詞長期電壓穩(wěn)定：數(shù)分鐘或數(shù)非常鐘思索分接頭調(diào)理、溫度調(diào)理負荷以及發(fā)電機勵磁限制等慢變元件思索的擾動能夠是負荷的緩慢增長失穩(wěn)的緣由能夠是無法長期維持負荷平衡、擾動后的平衡點不穩(wěn)定或者擾動后的平衡點的吸引域太小等等很多情況下可以采用靜態(tài)分析的靈敏度概念功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)別區(qū)別主要在于二者由不同量的不平衡引起，并且失穩(wěn)景象在不同量上表現(xiàn)得更明顯一種錯誤的觀念功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的差別是由于有功相角和無功電壓之間的弱耦合關(guān)系實踐上功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都一樣不僅受擾動前有功潮流的影響，也受擾動前無功潮流的影響頻率穩(wěn)定在導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電量和負荷量出現(xiàn)明顯不平衡景象的嚴重擾動發(fā)生后，系統(tǒng)維持頻率的才干取決于在損失最小負荷的前提下系統(tǒng)維持或恢復(fù)發(fā)電量和負荷量之間的平衡關(guān)系的才干頻率失穩(wěn)的景象是頻率繼續(xù)動搖并導(dǎo)致切機和/或切負荷頻率穩(wěn)定〔續(xù)〕嚴重擾動下系統(tǒng)的頻率、電壓、潮流等都會大幅變化，因此分析時需求思索一些常規(guī)的暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定中不會思索的過程、控制和維護手段，如鍋爐、低周減載等大型互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)中嚴重缺點經(jīng)常會到子系統(tǒng)解列，此時穩(wěn)定研討的目的是確定能否可以在最小負荷損失的前提下到達每個解列區(qū)域的平衡形狀頻率穩(wěn)定的分析經(jīng)常針對系統(tǒng)或解列區(qū)域的平均頻率進展引起頻率穩(wěn)定問題的緣由包括：不適當?shù)脑O(shè)備特性、不正確的控制和維護整定或者不充足的發(fā)電備用孤立系統(tǒng)中出現(xiàn)導(dǎo)致切機或者切負荷的擾動時經(jīng)常需求關(guān)注其頻率穩(wěn)定問題頻率穩(wěn)定在頻率偏移的過程中起作用的設(shè)備和調(diào)理過程的時間尺度可以是幾分之一秒，如低頻減載、發(fā)電機控制系統(tǒng)和維護系統(tǒng)，也可以是數(shù)分鐘，如原動機功率調(diào)理系統(tǒng)和負荷電壓調(diào)理系統(tǒng)因此頻率穩(wěn)定過程既能夠是短期景象，也能夠是長期景象頻率偏移過程中電壓也能夠會明顯變化，特別是在減載安裝動作的孤立系統(tǒng)中。電壓變化的百分比甚至能夠大于頻率變化的百分比，并進一步加劇發(fā)電量和負荷的不平衡關(guān)于穩(wěn)定的分類分類的目的便于了解系統(tǒng)失穩(wěn)的機理便于識別系統(tǒng)失穩(wěn)的緣由便于選擇適宜的分析模型、方法和工具便于開展正確的應(yīng)對手段留意點失穩(wěn)景象經(jīng)常不是純粹的某一類別，系一致旦以某種方式失去穩(wěn)定，經(jīng)常會最終導(dǎo)致其他方式的失穩(wěn)景象必需全面思索系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，對某種穩(wěn)定問題的處理方案不應(yīng)以犧牲另外方式的穩(wěn)定性為代價穩(wěn)定性與可靠性、平安性之間的關(guān)系概念：電力系統(tǒng)的可靠性、平安性和穩(wěn)定性可靠性系統(tǒng)在長的運轉(zhuǎn)周期中任務(wù)正常的概率表示在相當長的時間內(nèi)幾乎不中斷地為用戶提供足夠的電力供應(yīng)的才干平安性電力系統(tǒng)在不測事件下不中斷用戶電力供應(yīng)的才干的風險度平安性與系統(tǒng)對不測事件的魯棒性有關(guān)，并取決于系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)條件以及不測事件的發(fā)生概率穩(wěn)定性擾動后系統(tǒng)整體性的維持才干取決于系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)條件和擾動的性質(zhì)可靠性、平安性和穩(wěn)定性之間的差別可靠性是系統(tǒng)設(shè)計和運轉(zhuǎn)的總體目的為保證可靠性，系統(tǒng)絕大部分時間必需是平安的為保證平安性，系統(tǒng)必需是穩(wěn)定的，同時必需對其他不能歸類為穩(wěn)定問題的偶爾事件是平安的，如設(shè)備損壞、桿塔倒塌或者人為破壞等也可從后果來區(qū)分平安性和穩(wěn)定性兩個具有一樣穩(wěn)定裕度的系統(tǒng)，假設(shè)一個系統(tǒng)失穩(wěn)的后果比另一個更差，那么前者的平安性相對較差平安性和穩(wěn)定性是時變的，可以經(jīng)過對特定運轉(zhuǎn)方式的研討進展判別可靠性是一段時間內(nèi)的平均性能，只能經(jīng)過對一段時間內(nèi)系統(tǒng)性能的整體思索進展判別NERC的可靠性定義NERC＝北美電力可靠性協(xié)會可靠性是評價電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量規(guī)范和所需數(shù)量不延續(xù)地向用戶供電的才干的度量目的可靠性包括富余度和平安性兩個方面富余度是指電力系統(tǒng)思索方案內(nèi)和非方案內(nèi)元件停運時，為用戶不延續(xù)地提供電力和電量的才干。富余度也常指靜態(tài)可靠性，也就是在靜態(tài)條件下電力系統(tǒng)滿足用戶電力和電量的才干。平安性是指電力系統(tǒng)接受忽然發(fā)生的擾動(例如忽然短路或非方案地失去系統(tǒng)元件)的才干平安性有時也稱動態(tài)可靠性，也就是在動態(tài)條件下電力系統(tǒng)經(jīng)受住忽然擾動并不延續(xù)地向用戶提供電力和電量的才干CIGRE和IEEE以前幾個版本的報告采用的是上述定義其他的平安性定義平安性指系統(tǒng)在一組能夠的擾動〔稱為料想擾動集〕發(fā)生時應(yīng)該滿足一組不等式約束電力系統(tǒng)平安性的分析方法平安性分析即確定系統(tǒng)對預(yù)期發(fā)生的擾動的魯棒性要求1：系統(tǒng)在擾動發(fā)生后可以到達新的運轉(zhuǎn)形狀，并且在該形狀下滿足一切必需的約束要求2：系統(tǒng)在向新的運轉(zhuǎn)形狀過渡的過程中不發(fā)生任何失穩(wěn)景象對要求1的驗證稱為靜態(tài)平安分析，對要求2的驗證稱為動態(tài)平安分析因此，穩(wěn)定性分析是平安性分析的一個組成部分，也進而是可靠性評價的一部分電力系統(tǒng)平安性的分析方法〔續(xù)〕電力系統(tǒng)中目前的平安性分析基于確定性方法設(shè)計和運轉(zhuǎn)時要求系統(tǒng)可以接受一系列正常擾動——N－1準那么比正常擾動更嚴重的擾動依托切機、切負荷以及解列等緊急控制措施主要缺乏之處以為一切的擾動具有一樣的發(fā)生概率和一樣程度的后果開展方向：基于風險的平安性評價思索運轉(zhuǎn)方式和事件發(fā)生的概率，定量分析和研討系統(tǒng)的風險檢驗系統(tǒng)失穩(wěn)的概率和其后果電力系統(tǒng)穩(wěn)定研討的對象穩(wěn)定性的研討是電力系統(tǒng)技術(shù)開展中的重要組成部分。為保證電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，在各個環(huán)節(jié)都必需對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進展詳細的分析、計算和評價：規(guī)劃設(shè)計消費方案安排運轉(zhuǎn)方式校核控制安裝設(shè)計維護措施整定詳細內(nèi)容包括：分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的根本機理，建立研討電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的根本實際；研討適宜電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)過程分析的數(shù)學(xué)模型，開發(fā)對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)行為的分析和計算方法；研討電力系統(tǒng)參數(shù)和各種控制設(shè)備及其控制規(guī)律對系統(tǒng)行為和穩(wěn)定性的影響；研討各種提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施等。電力系統(tǒng)穩(wěn)定研討的方法根據(jù)不同穩(wěn)定問題的特點，需采用不同的研討方法。目前主要運用的研討方法：基于線性化系統(tǒng)模型的頻域分析方法。非線性化系統(tǒng)模型的時域仿真方法各種直接法穩(wěn)定分析，如基于能量函數(shù)的穩(wěn)定分析方法等謝謝！Edison：不了解交流電機穩(wěn)定性的犧牲者1847.2.11，誕生于美國中西部的俄亥俄州1879.10.22，點燃了第一盞有適用價值的電燈繼續(xù)實驗燈絲資料的同時開場制造給電燈供電的直流發(fā)電機和其他設(shè)備同時在銀行家摩根的協(xié)助下開場收買、建造或共同建造電站1886年中擁有67家電站、年底到達120多家，當時75%的負荷由Edison公司供應(yīng)由于Edison的發(fā)電技術(shù)基于直流系統(tǒng)，在處理換相火花和并聯(lián)上遇到宏大困難，但他回絕了特斯拉關(guān)于交流電的建議Westinghouse支持特斯拉開發(fā)交流電機并博得了尼亞加拉瀑布電站的合同Edison公司被迫收買Thomson和Houston的交流電機制造公司改