清华大学动态电力系统课件（英文版）3.ppt

动态电力系统 张 毅 威 ywzhang@ 西主楼 III-210 电话Ftp：0 标么系统 [CWTAYLOR]： 常用的电力系统标么系统： 三相功率 和 线电压: 从一个标么系统向另一个系统转换: 常用的基准功率： 单一元件的研究时，常用元件自身的额定容量 系统的短路容量 引申至短路比：系统的短路容量/元件额定容量 短路电抗： 1/短路比 线路的自然功率，自然阻抗 系统基准容量：一般电网100MVA， 500KV电网可取1000MWA 标么系统的优点 系统各点电压比较一致的范围内：1±0.05 以元件额定容量为基值时，元件的参数比较整齐 同步发电机的定子和转子的分析更加容易 去除了线电量和相电量的区别 去除了三相系统的31/2 变压器变比在1的附近 标么系统的缺点 对于线路，不论电压等级和额定功率，其每公里的物理参数的落定在一定范围 对直流传输，没有必要转换到标么系统 有可能在实际系统忘却了三相系统的31/2这个系数 用自身容量的发电机参数更清晰 基本方法 前提：电力系统的问题是时间和空间上的问题 稳定是一个动态现象，可能涉及到许多装置的互相作用 电力系统的动态行为具有 不同的时间域，大部分区域 单故障和多重故障 分析方法应提供：失稳的距离和失稳的机理 分析的目的： 状态: 系统稳定还是不稳定 距离: 稳定系统离失稳有多远 稳定裕度被定义为系统运行点朝某个方向加重而失稳的距离。 规划和运行裕度 多种可能的措施 最关键的设备 机理: 如果失稳 涉及的区域 为什么会发生 造成的结果 有什么措施可以制止失稳 稳定和安全判据： 稳定判据：不同的事故可以有不同要求，也可以结合三者确定安全运行极限。 安全裕度：所有事件的稳定裕度大于某值 功角稳定实用判据： 临界切除时间：适合meshed网 最大传输功率：适合边界网 电压稳定实用判据： 电压： 事故后电压在一定的范围内 无功储备：事故前/后某些无功源的储备在一定的范围内 （电压判据和对电压的控制策略versus监视和控制无功功率） 稳定分析方法 电力系统的动态问题在时间域的一般划分，在区域上的一般划分 模型和参数的合理性 合理的稳定指标(线性性，物理量纲) 潮流计算 小扰动分析 时域分析 进一步的分析：参数灵敏度分析 按故障方式： 大扰动稳定： 能够在大扰动后控制稳定：负荷变化，损失线路，损失发电机，等。 在时间域内进行动态研究 对非线性特性进行模拟 通用的方法： 动态分析法：时域仿真法。 静态大范围分析法：只考虑代数方程，时间是用隐含方式表示，如潮流方法 准动态分析法：考虑代数方程，时间同显示方式表示，有快速的时域仿真法 小扰动稳定： 在小扰动后控制电压的能力，“小扰动”表示动态模型可以线性化 定点的稳定分析 静态分析方法 对很慢的系统动态过程进行快照，然后进行分析 优点： 能够深入研究系统状态，失稳距离和机理 低CPU 适合于多事件/状态的研究。 大量的规划和运行研究 在线分析 缺点： 没有时间轨迹 需对模型进行假设或简化，注意保证模型的基本特性 有时难以预测失稳的特性(快速的控制和非线性环节的影响) 分析方法：非线性方法和线性分析法 V-Q曲线 P-V曲线 连续潮流 最优乘子潮流法 电压稳定的模式分析 失稳点的直接解法 时域仿真法[CWTAYLOR, page 252]： 非线性、时域仿真，对微分方程进行数值积分。 优点： 捕捉系统事件和导致失稳的时间域轨迹 准确地重演失稳的事故现象 提供系统和个别装置的动态反应 缺点： 需要大量的数据 仿真时间长：每次仿真都耗费大量的CPU时间； 多事故/运行状态的仿真不切实际 需要工程经验对仿真结果进行详细解释 仿真结果不能直接提供有关稳定的灵敏度信息 连续的静态法（主要用于长过程仿真） Long-term stability analysis for Voltage Stability Long-term dynamics analysis 完全的动态仿真 不同的时段的问题: 不同时段的程序的交替使用 统一的程序 Modeling 准确，简洁 非线性环节 模型的电压和频率适用范围 数学方法： 容许计算的系统规模 长过程动态时刚性问题突出 考虑非线性环节 地方和国际性的实用程序 美国PTI公司 法国EDF公司 美国电力科学研究院EPRI，USA 加拿大PowerTech 运用场合： 日常系统分析 协调控制量大小与控制时间 各种控制和保护措施的时间配合 研究系统详细现象 事故重演分析 获得准确的系统稳定边界 简化分析(静态分析)的标准 教学和培训 动态和静态的综合法 结合大扰动法(如连续潮流法、