电力系统安全稳定控制3道防线-稳定分类分析.ppt

电力系统性能的基本概念 电力系统的任务 电力系统的任务就是不间断地向用户供应质量(电压和频率等)合格的电能。保持电力系统持续安全稳定运行就是必要条件。 电力系统的性能 描述电力系统的性能的重要指标包括可靠性、安全性和稳定性。 IEEE/CIGRE的电力系统性能定义 IEEE——美国电气与电子工程师学会，是美国一个较大的科学技术团体，由美国电气工程师学会（AIEE）和美国无线电工程师学会（IRE）合并而成，致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究。 CIGRE ——国际大电网会议，是电力系统中覆盖技术、经济、环境、组织和管理方面的最重要的世界性组织，总部设在法国，已有90余年历史 。 电力系统的可靠性指的是长期符合要求运行的概率，它表示连续地、长期不停电地为用户提供充足的电力服务的能力。 电力系统的安全性指电力系统能够承受可能发生的各种扰动而不会导致对用户供电中断的风险程度。 电力系统的稳定性指的是扰动后系统保持完整运行的持续性，取决于运行工况和扰动性质。 IEEE/CIGRE的电力系统稳定性定义和分类 电力系统稳定性是指电力系统在给定的初始运行工况下受到一个物理扰动后重新回到运行平衡点，且在该平衡点大部分系统变量都未越限，从而整个系统保持完整性的能力。 功角稳定 电压稳定 发生电压失稳的后果可以是损失区域负荷，或保护系统动作引起输电线路和其它元件跳闸，进而导致连锁故障。 小干扰电压稳定性指的是小扰动情况下（如系统负荷逐渐增长时）系统对电压的控制能力。大干扰电压稳定性指的是系统在遭受大扰动（如系统故障或线路跳闸）后维持稳态电压的能力。 研究电压稳定性的时间可从几秒到几十秒，故电压稳定可以是短期或长期现象。 频率稳定 频率稳定指的是电力系统在遭受严重扰动后，发电与负荷需求出现较大不平衡后，（无论是否的导致系统解列），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。 频率稳定性取决于系统以最小的非计划负荷损失维持/恢复发电和负荷之间平衡的能力。频率失稳的形式是持续的频率振荡导致发电机和负荷跳闸。 在频率波动过程中，过程和设备的典型时间常数可从小于1s（如低频减负荷）到几分钟（如原动机的能量转换系统和负荷电压调节器的响应），因此频率稳定性可以是短期现场，也可以是长期现象。 短期频率失稳现象：事故造成发电功率不足的孤岛，而低频减负荷量又不够，导致频率快速下降，几秒内引发孤岛停电。 小扰动——由于负荷的正常波动、功率和潮流控制、变压器分接头调整和联络线功率自然波动等引起的扰动。 大扰动——系统元件短路、切换操作和其他较大的功率或阻抗变化引起的扰动。 大扰动可按扰动严重程度和发生概率分为三类： 第Ⅰ类，单一故障（出现概率较高的故障） 第Ⅱ类，单一严重故障（出现概率较低的故障） 第Ⅲ类，多重严重故障（出现概率很低的故障） 第Ⅰ类，单一故障（出现概率较高的故障） 任何线路单相瞬时接地故障并重合成功； 任一台发电机组跳闸或失磁； 任一台变压器故障退出运行； 任一回交流联络线故障或无故障跳开； 直流输电线路单级故障； 第Ⅱ类，单一严重故障（出现概率较低的故障） 单回线永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合 任何类型母线故障 同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障不重合，双回线三相同时断开； 向特别重要的受端系统输电的双回及以上的任意两回线同时无故障或故障跳开； 直流输电线路双极闭锁； 第Ⅲ类，多重严重故障（出现概率很低的故障） 故障时断路器拒动； 故障时继电保护及安全自动装置误动或拒动； 多重故障； 失去大电源； 其他偶然因素。 电力系统扰动的发展和扩大 DL755-2001《电力系统安全稳定导则》将电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分为三级： 第一级安全稳定标准 正常运行方式下的电力系统受到前述的第Ⅰ类大扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，必须保持电力系统稳定运行和电网的正常供电，其他元件不超过规定的事故过负荷能力，不发生连锁跳闸。 第二级安全稳定标准 正常运行方式下的电力系统受到前述的第Ⅱ类大扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，应能保持稳定运行，必要时允许采取切机和切负荷等稳定控制措施。 第三级安全稳定标准 正常运行方式下的电力系统受到前述的第Ⅲ类大扰动导致稳定破坏时，必须采取措施，防止系统崩溃，避免造成长时间大面积停电和对最重要用户（包括厂用电）的灾难性停电，使负荷损失尽可能减小到最小，电力系统应尽快恢复正常运行。 电力系统安全稳定控制基本概念 提高电力系统安全性的控制有两类： 预防性控制——系统稳定运行时安全裕度