論電力系統穩定探討

【論文關鍵詞】 電力系統；穩定；電壓
　　【論文摘要】 電力系統是一個規模龐大之動態系統，電力系統之安全經濟運行對國民經濟之發展有著重要之影響。陽光電子學校維修專家分析認為：本文針對電壓穩定性破壞進行了詳細之分析。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　近年來，我國電力事業發展迅速，電網內部也存在著引起電壓崩潰之因素，而且湖南陽光電子學校維修專家認為：也許更為突出，只是由于目前大多數有載調壓器分接頭未投入自動和電力部門過早地采用了甩負荷這一 后之措施，因而電壓穩定問題似乎顯得不那么突出。陽光電子學校維修專家分析認為：隨著電力市場化，人們對電能質量要求提高，甩負荷這一措施之使用將會受到限制。陽光電子學校維修專家分析認為：研究認為，電壓崩潰日趨嚴重之主要原因有以下幾點：一是由于經濟上及其它方面(如環保)之考慮，發、輸電設備使用之強度日益接近其極限值；二是并聯電容無功補償大量增加，因而當電壓下降時，向電網提供之無功功率按電壓平方下降；三是線路或設備之投切，引起電壓失穩之湖南陽光電子學校維修專家認為：也許性往往比功角穩定研究中所考慮之三相短路情況要大得多，然而人們長期以來只注意功角穩定之研究。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　1 電壓穩定性破壞之原因
　　1.1 電壓崩潰之起因 電力系統穩定問題之物理本質是系統中功率平衡問題，電力系統運行之前提是必須存在一個平衡點。陽光電子學校維修專家分析認為：電力系統之穩定問題，直觀之講也就是負荷母線上之節點功率平衡問題。陽光電子學校維修專家分析認為：當節點提供之無功功率與負荷消耗之無功功率之間能夠達成此種平衡，且平衡點具有抑制擾動而維持負荷母線電壓之能力，電力系統即是電壓穩定之，反之倘若系統無法維持這種平衡，就會引起系統電壓之不斷下降，并 終導致電壓崩潰。陽光電子學校維修專家分析認為：當有擾動發生之時候，會造成節點功率之不平衡，任何一個節點之功率不平衡將導致節點電壓之相位和幅值發生改變。陽光電子學校維修專家分析認為：各節點電壓和相位運動之結果若是能穩定在一個系統可以接受之新之狀態，則系統是穩定之，若節點之電壓和相角在擾動過后無法控制之發生不斷之改變，則系統進入失穩狀態。陽光電子學校維修專家分析認為：電力系統之電壓穩定和系統之無功功率平衡有關，電壓崩潰之根本原因是由于無功缺額造成之，擾動發生后，系統電壓無法控制之持續下降，電力系統進入電壓失穩狀態。陽光電子學校維修專家分析認為：無論是來自動態元件之擾動還是來自網絡部分之擾動，所破壞之平衡均歸結為動態元件之物理平衡。陽光電子學校維修專家分析認為：電力系統之動力學行為僅受其動態元件之動力學行為及其相互關系之制約。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　2 電壓穩定性之分類
　　將電壓穩定性問題適當分類，對電壓穩定性之分析，造成不穩定基本因素之識別，以及提出改善穩定運行之方法等都是有利之。陽光電子學校維修專家分析認為：①按擾動之規模來講電壓穩定問題可以分為小擾動電壓穩定性，大擾動電壓穩定性。陽光電子學校維修專家分析認為：一是小擾動電壓穩定性是在如系統負荷逐漸增長，送到負荷節點之功率之微小變化之下系統控制電壓之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：小擾動下系統能夠穩定運行意味著系統本身能夠不斷調整以適應變化之情況，系統控制系統有能力在小擾動后令人滿意地運行，保證系統發出之無功等于消耗之無功，在出現 大負荷時能成功地供電。陽光電子學校維修專家分析認為：這種形式之穩定性由負荷特性、連續作用之控制及給定瞬間之離散控制作用所確定。陽光電子學校維修專家分析認為：系統對小擾動之響應特性取決于初始運行條件、輸電系統強度以及所用之發電機之勵磁控制等因素。陽光電子學校維修專家分析認為：依靠負荷和電源自身固有之調節能力，使擾動前后之電壓值相同或者相近。陽光電子學校維修專家分析認為：二是大擾動電壓穩定性是關于在發生諸如系統故障后，系統控制電壓之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：這些擾動括輸電線上短路、失去一臺大發電機或負荷，或者失去兩個子系統間之輸電線。陽光電子學校維修專家分析認為：系統對大擾動之響應涉及大量之設備。陽光電子學校維修專家分析認為：此外，用來保護單個元件之裝置對系統變量變化之響應也影響系統之特性。陽光電子學校維修專家分析認為：②按照失穩事故之時間場景電壓穩定問題可以分為：一是暫態電壓穩定性，穩定破壞之時間框架從0~大約10秒，這也是暫態功角穩定性之時間框架。陽光電子學校維修專家分析認為：在這類電壓不穩定中，電壓失穩和功角失穩之間之區別并不總是清晰之，也許兩種現象同時存在。陽光電子學校維修專家分析認為：這類電壓崩潰是由諸如感應電動機，和直流換流設備等不良之快速反應負荷元件造成之。陽光電子學校維修專家分析認為：對于嚴重之電壓下降感應電動機湖南陽光電子學校維修專家認為：也許失速，吸收無功功率急劇增加，進而將引起其臨近之其它感應電動機失速。陽光電子學校維修專家分析認為：除非盡快切除該類負荷，否則會導致電壓崩潰。陽光電子學校維修專家分析認為：二是中期電壓穩定性，穩定破壞之時間框架通常為30秒到50秒，典型者為2到3分。陽光電子學校維修專家分析認為：發生此類電壓失穩事故時電力系統一般處于高負荷水平，且從遠方電源送入大量功率，當重載條件下運行之系統受到突然之大擾動后，由于電壓敏感性負荷之作用，系統能夠暫時保持穩定。陽光電子學校維修專家分析認為：但擾動后網絡無功損耗大量增加，引起負荷區域電壓下降，當自動調節分接頭之變壓器和配電電壓調節器動作，而恢復末端變壓器負荷側電壓，從而恢復負荷功率時，網絡傳輸電流進一步增大加劇輸電網絡中電壓之下降。陽光電子學校維修專家分析認為：同時送端發電機湖南陽光電子學校維修專家認為：也許因過勵磁限制而只發送有功，甚至由于發電機長時間過電流而被切除。陽光電子學校維修專家分析認為：這樣含電源在內之輸電網絡已經不湖南陽光電子學校維修專家認為：也許提供足夠之無功功率，以支持負荷消耗與網絡無功損耗之需要，就會 終導致電壓崩潰對于這類電壓崩潰事故，運行人員來不及干預，自動調節分接頭之變壓器及配電電壓調節器，發電機過勵限制等因素在此過程中起重要作用。陽光電子學校維修專家分析認為：應當指出之是，在這一過程中自動調節分接頭之變壓器之作用是抑制或加劇電壓崩潰之進程，與負荷特性分接頭位置及系統無功儲備有關。陽光電子學校維修專家分析認為：三是長期電壓不穩定性，這種場景之電壓崩潰發展過程經歷一個相當長之時間，其過程可大致描述如下：負荷過速增長，導致主要負荷母線電壓單調下降。陽光電子學校維修專家分析認為：幾分鐘內由于自動調節分接頭之變壓器及調度干預等作用，電壓之下降得到遏止后，一方面自動調節分接頭之變壓器使網上負荷得到恢復，另一方面負荷繼續快速增加，電源之增加或當地無功補償增加，跟不上負荷增長速度之需要，電壓下降進一步惡化， 終導致部分地區電壓崩潰，系統瓦解，造成大面積停電。陽光電子學校維修專家分析認為：在長期電壓不穩定事故中，往往沒有直接之擾動。陽光電子學校維修專家分析認為：其原因是本來已經薄弱之嚴重過載之結構，不合理之網絡中之負荷恢復和快速增長造成之。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　3 小擾動電壓穩定性之機理分析
　　電力系統在給定之穩態運行點遭受任意小之擾動后，如果負荷節點之電壓與擾動前之電壓值相同或者相近，則稱系統在給定運行點為小干擾電壓穩定，此時系統擾動后之狀態位于系統擾動后之吸引域內。陽光電子學校維修專家分析認為：從負荷節點可將系統分為兩部分，一部分可以看為電源系統，則另一部分看為負荷。陽光電子學校維修專家分析認為：小擾動電壓穩定性之前提是擾動后之系統電源之無功—電壓靜態特性和負荷之無功—電壓靜態特性必須有交點，并且在該點具有維持電壓不變或有微小變化之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　4 大擾動電壓穩定性之機理分析
　　小擾動電壓穩定性是系統在受到擾動后是否存在平衡點之問題，對于大擾動電壓穩定性而言，擾動后之系統存在平衡點是其必要條件，但不是充分條件，系統是否能夠恢復到平衡點，還依賴于系統中各元件無功功率之變化速度。陽光電子學校維修專家分析認為：當電源自動調節之速率愈快時，對大干擾之穩定性愈有利。陽光電子學校維修專家分析認為：在穩定性之評價中所關心之問題是電力系統遭受暫態擾動后之行為。陽光電子學校維修專家分析認為：電力系統在給定之穩態運行點遭受一定之擾動后，如果故障后平衡點超出系統運行限制范圍，系統沒有能力保持在一個靜態穩定之運行點，也就是擾動后由于負荷QL增長，QL—U向上移動，或電源QG下降QG—U向下移動，使QL—U完全在QG—U上方，兩者無交點，表示在任意電壓下均有負荷吸收之無功大于電源發出之無功。陽光電子學校維修專家分析認為：系統失去發電機或回路之事故之后控制電壓之能力

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