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汇报人：AA
2024-01-21
电力系统稳定运行的基本概念
目录
CONTENTS
电力系统概述
电力系统稳定运行的定义与分类
电力系统稳定运行的影响因素
电力系统稳定运行的评估方法
电力系统稳定运行的控制策略
电力系统稳定运行的挑战与前景
电力系统概述
规模庞大
结构复杂
运行实时性
高度自动化
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电力系统通常由大量的发电厂、输电线路、变电站和配电设备组成，规模庞大。
电力系统中各种设备之间通过复杂的网络互联，形成一个高度复杂的系统。
电力系统的运行需要实时平衡发电和负荷，确保系统的稳定性和安全性。
现代电力系统采用高度自动化的监控和调度系统，实现远程控制和自动化运行。
电力系统稳定运行的定义与分类
电力系统在受到小的扰动后，能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态运行，即谓电力系统稳定运行。
系统的稳定运行从总体上可划分为功角稳定、频率稳定和电压稳定三类。各类稳定的具体含义如下
功角稳定是指互联系统中的同步发电机受到扰动后，保持同步运行的能力。
频率稳定是指电力系统受到扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。
电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，系统中各母线电压能保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。
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是指电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。
静态稳定
是指电力系统受到大干扰后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。
暂态稳定
是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。
动态稳定
各母线电压应保持在允许范围内，不发生电压崩溃。
系统中各发电机的功角应保持相对稳定，不出现大幅度的振荡。
为保持电力系统稳定运行，需要满足以下标准
系统频率应保持在允许范围内，不发生频率崩溃。
系统应具有一定的抗干扰能力，当受到扰动时能够迅速恢复到稳定状态。
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电力系统稳定运行的影响因素
随着经济发展和人口增长，电力负荷持续增长，可能导致系统过载，影响稳定运行。
负荷增长
负荷波动
负荷分布不均
负荷的随机波动会对系统频率和电压产生影响，需要系统具备足够的调节能力以维持稳定运行。
负荷在地理和时间上的分布不均可能导致某些地区或时段出现电力供需失衡，影响系统稳定运行。
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大型发电机组的意外停运可能导致系统功率缺额，引发频率下降和电压波动，威胁系统稳定运行。
发电机组停运
发电机组出力不足可能无法满足负荷需求，导致系统频率和电压降低，影响稳定运行。
发电机组出力不足
发电机组的振荡可能导致系统功率波动和电压不稳定，严重时可能引发系统崩溃。
发电机组振荡
电网拓扑结构
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电网的拓扑结构决定了电力传输的路径和方式，不合理的拓扑结构可能导致潮流分布不均、电压不稳定等问题，影响系统稳定运行。
电网设备性能
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电网设备的性能如变压器、断路器、输电线路等对电力传输和系统稳定性有重要影响。设备老化、故障或配置不当都可能导致系统不稳定。
电网互联
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电网互联可以实现不同地区之间的电力互济和资源共享，提高系统的稳定性和经济性。然而，互联电网也可能带来一些稳定问题，如低频振荡、连锁故障等。
电力系统稳定运行的评估方法
负荷流计算
通过求解电力系统的潮流方程，获取各节点的电压、各支路的功率等系统运行参数，为静态安全分析提供基础数据。
N-1静态安全准则
在正常运行方式下，任意单一元件（如发电机、变压器、输电线路等）无故障断开后，系统应能保持稳定运行，其他元件不过载，电压和频率在允许范围内。
灵敏度分析
研究系统参数变化对系统稳定性的影响，为预防控制措施提供依据。
暂态稳定分析
研究电力系统在遭受大扰动后，如短路故障、切机等，系统能否保持同步运行的能力。通过分析系统的动态响应，判断系统是否能在短时间内恢复到稳定状态。
小干扰稳定分析
研究系统在遭受小扰动后，如负荷波动、小范围参数变化等，系统能否保持稳定运行的能力。通过分析系统的线性化模型，评估系统对小扰动的阻尼能力。
电压稳定分析
研究系统在遭受扰动后，负荷节点的电压能否保持在允许范围内的能力。通过分析系统的无功功率平衡和电压调节能力，评估系统的电压稳定性。
建立风险预警机制，实时监测系统的运行状态和风险指标，当风险等级达到预警阈值时及时发出预警信号，提醒运行人员采取相应措施降低风险。
风险预警机制
根据电力系统的特点和运行经验，建立反映系统稳定性风险的风险指标，如失稳概率、电压越限风险等。
风险指标建立
根据风险指标的大小和变化趋势，将系统稳定性风险划分为不同等级，为风险预警和决策提供支
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