论文部分内容阅读
摘要:电力系统是一个结构复杂的大系统。电力系统的稳定性对于保障国民经济的安全运营意义重大。本文首先分析了电力系统稳定性的重要性,研究了电力系统运行的基本状态,最后结合电力系统稳定性的基本概念分析了电力系统稳定性的研究方法。
关键词：：电力系统静态稳定 暂态稳定
中图分类号：TM73文献标识码： A 文章编号：
1电力稳定性概述
电力系统稳定可以概括地定义为这样一种电力系统特性，即它能够运行于正常运行条件下的平衡状态，在遭受干扰后能够恢复到可以容许的平衡状态当电力系统中各发电机问不能保持同步时，发电机送出的电功率和全系统各节点的电压及支路的功率将发生很大幅度的波动，如果不能使电力系统中各发电机间恢复同步运行，电力系统将持续的处于失步状态一即电力系统失去稳定的状态．因此保证电力系统稳定是电力系统正常运行的必要条件．只有在保持电力系统稳定的条件下，电力系统才能不问断地向用户提供合乎质量要求的电能．电力系统稳定性，根据研究问题的需要有不同的分类。一般根据系统失去稳定性后的物理特征分为功角稳定、频率稳定和电压稳定。
2电力稳定性现状
电力系统的稳定问题可按扰动的大小分为静态稳定问题和暂态稳定问题。
2.1静态稳定问题
目前电力系统静态稳定分析的方法己有很多,特征值分析法是电力系统小扰动稳定分析比较成熟和广泛采用的方法。特征值分析法是通过状态方程系数矩阵的特征值分析系统的稳定性。若状态方程系数矩阵特征值的实部全为负，则系统是稳定的，否则，系统是不稳定的"对电力系统稳定性。分析时，我们不仅对系统是否稳定感兴趣，对不稳定的原因以及如何提高系统的稳定性也同样感兴趣。特征值法得到广泛应用的原因是它不仅能够对系统的稳定性进行判断,而且可以得到与系统稳定性相关的很多信息。例如特征值的实部提供振荡模式的阻尼信息,虚部提供振荡模式的频率信息,而特征向量则反映系统状态变量在该振荡模式下参与系统动态的行为等信息。这些已成功的被应用于电力系统静态稳定性评价确定控制器的安装地点!控制器参数优化等各个方面。
2.2暂态稳定问题
目前电力系统暂态稳定分析的方法主要有两类:一类是直接法,也称为暂态能量函数法。是从李雅普诺夫稳定性理论的直接法得来的,该方法不是从时域中系统运动轨迹的角度去分析稳定问题，而是从系统能量及其转化的角度去分析稳定问题，因此可以快速的对系统稳定性进行分析"与时域仿真法相比，直接法的突出优点是计算速度快!能够提供定量的稳定度指标,但直接法也有它的缺点,例如因为采用复杂模型使直接法的速度得不到保证,所以模型适应能力差,因为采用简单的模型,计算过程中所做的近似使分析结果的可靠性得不到保证。根据两种方法各自的优缺点,快速的在线暂态稳定分析多采用两者相结合的方式,在保证可靠性的同时尽量减少计算量,提高计算速度。另一类是基于数值积分的時域仿真法,这种方法是通过对描述系统的微分方程组和代数方程组利用数值积分的方法求出系统各状态变量的摇摆轨迹,并依据各机组的相对功角来判断系统的暂态稳定性,是目前电力系统暂态稳定分析最准确可靠的方法。它的主要优点是可以考虑各种复杂模型以及各种开断操作,能适应大规模的电力系统,并且计算精度很高,分析结果可靠"但由于不能给出仿真终止的条件,根据摇摆曲线判断系统的稳定性需要计算很长时间,导致计算速度漫。
3提高电力系统稳定性的措施
3.1励磁系统对暂态稳定的影响
励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。提高暂态稳定性有两种方法：1)减小加速面积：加快故障切除时间；2)增大减速面积：提高励磁电压响应比；提高强勋电压倍数．使故障切除后的电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出．以达到增加减速面积的目的。励磁顶值电压越高．电压响应越快，励磁调节对改善暂态稳定的效果越明显。但负面影响越大。正确的思路是在不影响励磁可靠性的基础，强调励磁强励倍数。
3.2降低变压器的电抗
变压器的电抗在电力系统中扮演者不可缺少的角色。尤其是那些电机电抗比较小而且输电线路已经通过应用…些措施来减小其电抗之后的超高压输电系统。通过降低变压器的电抗，对提高电力系统的稳定性有着非常重要的作用。当今。在那些超高压远距离输电系统中，已经广泛应用了自耦变压器。其不仅仅节省材料，价格较便宜．同时它的电抗也比较小，故而对提高电力系统的稳定性有若非常好的作用。当然在采用自耦变压器的时候应当要注意。例如增加了继电保护与增大短路电流和调压的困难等各问题。
3.3动态无功补偿技术
在电力系统稳定性方面做出巨大贡献的另一项技术为灵活交流输电系统．它作为一项新的技术。得到了各国电力系统和研究机构的广泛关注。基于大功率可控硅技术的灵活交流输电控制器很多。主要有：静止无功补偿器、静止同步补偿器、可控硅控制串联补偿器、统一潮流控制器等。在电力系统中．如果无功储备不足将会导致电州电压水平降低，冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动，恶化电嘲的供电质量．我国电嘲建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少．近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随着运行方式的变化很大．导致电网特别是配电系统的线损增加、电压合格率降低．动态无功补偿技术是种提高电压稳定性的经济、有效的措施，是促进电网安全稳定战略防御的客观需求，种用它可以提高西电东送上程的输电能力以及受端系统的电压稳定性为枢纽变电站提供动态无功支撑，从而提高电压稳定性提高配电网电能质量的综合指标，改善系统的动态和静态品质．
3.4改善开关设备和继电保护的特性
提商切除短路引起的故障。对提高电力系统的稳定性．有着举足轻重的作用。提高切除速度，能够减小切除角5c。这样，除了减小了加速面积之外，同时又增大了可能的减速面积，因此，可以提高电力系统的稳定性。
结束语
随着科技的发展，解决电力系统稳定性的方法需要多样化。传统的单一控制器的调节已不能满足现代电力系统的控制要求，在电力系统的暂态稳定控制中，多种控制器之间的协调控制足很必要的，本文综合讨论了电力系统稳定性调节的几种方法，以期电力系统根据各自特点选择使用，调节电力系统稳定，为广大人民开创安全、稳定的电力系统，确保供电安全。
参考文献：
[1]马艳红提高电力系统稳定性的方法研究探讨 [J]化学工程与装备2010(8)
[2]袁泉 提高电力系统稳定性的方法研究探讨[J]中国科技博览2009(35)
[3]赵渊周念成等电力系统可靠性评估的系统状态抽取方法研究[J]．中国电力．2006(6)
[4]王德生 浅谈励磁系统对电力系统稳定性的影响 [J]2009
[5]陈玉平 控制和提高电力系统稳定性 [J] 东北电力技术2003,24(1)
关键词：：电力系统静态稳定 暂态稳定
中图分类号：TM73文献标识码： A 文章编号：
1电力稳定性概述
电力系统稳定可以概括地定义为这样一种电力系统特性，即它能够运行于正常运行条件下的平衡状态，在遭受干扰后能够恢复到可以容许的平衡状态当电力系统中各发电机问不能保持同步时，发电机送出的电功率和全系统各节点的电压及支路的功率将发生很大幅度的波动，如果不能使电力系统中各发电机间恢复同步运行，电力系统将持续的处于失步状态一即电力系统失去稳定的状态．因此保证电力系统稳定是电力系统正常运行的必要条件．只有在保持电力系统稳定的条件下，电力系统才能不问断地向用户提供合乎质量要求的电能．电力系统稳定性，根据研究问题的需要有不同的分类。一般根据系统失去稳定性后的物理特征分为功角稳定、频率稳定和电压稳定。
2电力稳定性现状
电力系统的稳定问题可按扰动的大小分为静态稳定问题和暂态稳定问题。
2.1静态稳定问题
目前电力系统静态稳定分析的方法己有很多,特征值分析法是电力系统小扰动稳定分析比较成熟和广泛采用的方法。特征值分析法是通过状态方程系数矩阵的特征值分析系统的稳定性。若状态方程系数矩阵特征值的实部全为负，则系统是稳定的，否则，系统是不稳定的"对电力系统稳定性。分析时，我们不仅对系统是否稳定感兴趣，对不稳定的原因以及如何提高系统的稳定性也同样感兴趣。特征值法得到广泛应用的原因是它不仅能够对系统的稳定性进行判断,而且可以得到与系统稳定性相关的很多信息。例如特征值的实部提供振荡模式的阻尼信息,虚部提供振荡模式的频率信息,而特征向量则反映系统状态变量在该振荡模式下参与系统动态的行为等信息。这些已成功的被应用于电力系统静态稳定性评价确定控制器的安装地点!控制器参数优化等各个方面。
2.2暂态稳定问题
目前电力系统暂态稳定分析的方法主要有两类:一类是直接法,也称为暂态能量函数法。是从李雅普诺夫稳定性理论的直接法得来的,该方法不是从时域中系统运动轨迹的角度去分析稳定问题，而是从系统能量及其转化的角度去分析稳定问题，因此可以快速的对系统稳定性进行分析"与时域仿真法相比，直接法的突出优点是计算速度快!能够提供定量的稳定度指标,但直接法也有它的缺点,例如因为采用复杂模型使直接法的速度得不到保证,所以模型适应能力差,因为采用简单的模型,计算过程中所做的近似使分析结果的可靠性得不到保证。根据两种方法各自的优缺点,快速的在线暂态稳定分析多采用两者相结合的方式,在保证可靠性的同时尽量减少计算量,提高计算速度。另一类是基于数值积分的時域仿真法,这种方法是通过对描述系统的微分方程组和代数方程组利用数值积分的方法求出系统各状态变量的摇摆轨迹,并依据各机组的相对功角来判断系统的暂态稳定性,是目前电力系统暂态稳定分析最准确可靠的方法。它的主要优点是可以考虑各种复杂模型以及各种开断操作,能适应大规模的电力系统,并且计算精度很高,分析结果可靠"但由于不能给出仿真终止的条件,根据摇摆曲线判断系统的稳定性需要计算很长时间,导致计算速度漫。
3提高电力系统稳定性的措施
3.1励磁系统对暂态稳定的影响
励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。提高暂态稳定性有两种方法：1)减小加速面积：加快故障切除时间；2)增大减速面积：提高励磁电压响应比；提高强勋电压倍数．使故障切除后的电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出．以达到增加减速面积的目的。励磁顶值电压越高．电压响应越快，励磁调节对改善暂态稳定的效果越明显。但负面影响越大。正确的思路是在不影响励磁可靠性的基础，强调励磁强励倍数。
3.2降低变压器的电抗
变压器的电抗在电力系统中扮演者不可缺少的角色。尤其是那些电机电抗比较小而且输电线路已经通过应用…些措施来减小其电抗之后的超高压输电系统。通过降低变压器的电抗，对提高电力系统的稳定性有着非常重要的作用。当今。在那些超高压远距离输电系统中，已经广泛应用了自耦变压器。其不仅仅节省材料，价格较便宜．同时它的电抗也比较小，故而对提高电力系统的稳定性有若非常好的作用。当然在采用自耦变压器的时候应当要注意。例如增加了继电保护与增大短路电流和调压的困难等各问题。
3.3动态无功补偿技术
在电力系统稳定性方面做出巨大贡献的另一项技术为灵活交流输电系统．它作为一项新的技术。得到了各国电力系统和研究机构的广泛关注。基于大功率可控硅技术的灵活交流输电控制器很多。主要有：静止无功补偿器、静止同步补偿器、可控硅控制串联补偿器、统一潮流控制器等。在电力系统中．如果无功储备不足将会导致电州电压水平降低，冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动，恶化电嘲的供电质量．我国电嘲建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少．近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随着运行方式的变化很大．导致电网特别是配电系统的线损增加、电压合格率降低．动态无功补偿技术是种提高电压稳定性的经济、有效的措施，是促进电网安全稳定战略防御的客观需求，种用它可以提高西电东送上程的输电能力以及受端系统的电压稳定性为枢纽变电站提供动态无功支撑，从而提高电压稳定性提高配电网电能质量的综合指标，改善系统的动态和静态品质．
3.4改善开关设备和继电保护的特性
提商切除短路引起的故障。对提高电力系统的稳定性．有着举足轻重的作用。提高切除速度，能够减小切除角5c。这样，除了减小了加速面积之外，同时又增大了可能的减速面积，因此，可以提高电力系统的稳定性。
结束语
随着科技的发展，解决电力系统稳定性的方法需要多样化。传统的单一控制器的调节已不能满足现代电力系统的控制要求，在电力系统的暂态稳定控制中，多种控制器之间的协调控制足很必要的，本文综合讨论了电力系统稳定性调节的几种方法，以期电力系统根据各自特点选择使用，调节电力系统稳定，为广大人民开创安全、稳定的电力系统，确保供电安全。
参考文献：
[1]马艳红提高电力系统稳定性的方法研究探讨 [J]化学工程与装备2010(8)
[2]袁泉 提高电力系统稳定性的方法研究探讨[J]中国科技博览2009(35)
[3]赵渊周念成等电力系统可靠性评估的系统状态抽取方法研究[J]．中国电力．2006(6)
[4]王德生 浅谈励磁系统对电力系统稳定性的影响 [J]2009
[5]陈玉平 控制和提高电力系统稳定性 [J] 东北电力技术2003,24(1)