电力系统稳定运行的基本概念介绍.ppt

第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 15-1 概述——稳定问题的提出 联网的必要性 1.1831年法拉第发明电磁感应定律，电能成为二次能源，就地使用 2.1885和1890年发明了单相变压器和三相变压器 3.1891年出现了三相交流输电，远距离输电成为可能，出现了由发电机、线路和负荷构成的最简单的电力系统 4.由于实际运行中发现受端系统在缺乏电源支持的情况下非常薄弱，逐渐出现了多电源点的互联运行，从而形成了早期的互联电网 联网的效益 多个地区联网形成大型互联电网后： 有利于地区间电力的平衡和经济调度 有利于安排机组的检修和事故备用容量 有利于充分利用系统中廉价的水利资源 有利于实现负荷点的多路供电以提高供电可靠性 有利于提高系统的抗冲击能力 有利于提高系统的供电质量 ——由于互联系统在经济上的明显优点，电力系统互联的规模越来越大，世界上最大的西欧联合电力系统总装机容量已超过2亿KW。 15-1 概述——稳定问题的提出（续） 我国电力系统发展历史 1880年7月，上海，第一台12KW机组 1949年，发电量43亿KWh ，装机容量1848.6KW 1999年，发电量12331.4亿KWh ，装机容量2.98亿KW 装机容量：96年超过1亿，95年超过2亿，96年开始排世界第二， 2000年4月超过3亿 2004年4月装机容量达4亿千瓦 2020年计划达到装机容量9亿KW 发电量：99年比98年增加6.52%, 目前也是世界第二位 目前最大的火电厂：邹县电厂，240万KW 目前最大的水电厂：二滩电厂，330万KW ★三峡电厂，装机容量1820万KW ，将是世界最大 目前全国电网覆盖率：96.4% 7个大区电网，华东网5198万KW 5个独立省网，广东省网3033万KW 15-1 概述——稳定问题的提出（续） 我国电力系统发展历史（电压水平） 15-1 概述——稳定问题的提出（续） 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 35-110KV 220KV 330KV 500KV HVDC ? KV 1953年 松常线 369KM 1972年 刘汉线 534KM 1981年 平武线 595KM 1989年 葛上线 1064KM 电力系统稳定问题的提出 电网互联技术可以合理利用能源资源，具有显著的经济效益，因而得到了十分迅速的发展，但它同时也带来了一些新的问题。 随着电力网络互联程度的不但提高，系统越来越庞大，运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，使电网的安全稳定问题越来越突出。 在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善，缺少必要的安全措施，一个局部的小扰动或异常运行也可能引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解。 15-1 概述——稳定问题的提出（续） 电力系统稳定研究的内容 基本问题——早期稳定研究的内容 1.联网后发电机组是否仍能按如下额定功率顺利地送出功率，如果不能，应该如何确定发电机的最大允许输出功率? 2.线路可以传送的功率是否仍然只受经济电流密度和最大允许电流(热稳定极限)限制，如果不是，应该如何确定线路允许的最大传送功率? 3.线路出现短路或跳闸等事故时系统能否仍然正常运行，如果不能，应该引入什么样的保护装置和／或稳定控制装置? 15-1 概述——研究内容 电力系统稳定研究的内容 随着电网互联规模的增大，不断出现大量新的稳定问题： 如何在网络结构比较薄弱的情况下防止由于某一设备或线路的故障产生连锁反应，导致全系统的稳定事故； 如何防止长距离重负荷的联络线引起的低频振荡现象； 如何防止由于大型互联系统频率维持能力逐渐减弱且可能的有功冲击加大可能引起的频率稳定问题； 如何防止带负荷调压变压器和无功功率缺额可能引起的电压稳定问题。 对电力系统稳定问题的研究发展至今，已形成为一个研究内容日新月异、研究方法多种多样、应用领域十分广阔的综合性研究领域 15-1 概述——研究内容 15-2 功角的概念 发动机输出电磁功率： 15-2 功角的概念 传输功率的大小与相位角δ密切相关，称δ为“功角”或“功率角”。 传输功率与功角δ的关系，称为“功角特性”或“功率特性”。 定义： 功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对