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电力系统安全稳定控制装置现状、技术要求和实现要素西安交通大学2006年4月19日张保会

标题01安全稳定控制装置的现状02对安全稳定控制装置的技术要求04三个基本要素在稳定性预测中体现举例03实现稳定性预测的三个基本要素目录

配置安全稳定控制系统是互联电网安全稳定运行的技术保证安全稳定控制系统的研制是一项需要多专业协同工作的研究项目明确对安全稳定控制系统的基本要求与其实现的必要技术条件是做好安全稳定控制系统研究的首要任务一、安全稳定控制装置的现状（0）

间接反映功角的监测装置直接测量功角或角速度的监测装置基于能量原理的失步预测稳定性监测与预测装置的分类一、安全稳定控制装置的现状（1）

间接反映功角的监测装置03利用电压和电流变化率的监测装置阻抗型检测装置0102测量振荡中心电压的检测装置一、安全稳定控制装置的现状（2）

一、安全稳定控制装置的现状（3）对间接反映功角的监测装置的评价（优点）阻抗（电阻）型失步判别装置能反映各种原因造成的失步，它受发电机调节系统的影响较小，在预测动态稳定性方面准确性较高，反映电阻分量的装置在区分同步摇摆和失步在灵敏性上较阻抗型略高。反映振荡中心电压的失步预测装置在失步边缘区段灵敏度较高，加入变化率后的装置具有预测功能，能在失步前发出失步信号。反映电流电压变化率的预测装置对于由重大扰动引起的失步事故能做出快速预测，有利于采取控制措施，保持系统稳定。

纯反映阻抗（电阻）的失步继电器只能在发电机失步时给出信号，时间常数不易整定，太小预测作用不强，太大又有误动的危险。电流电压变化率的预测装置随网络参数的变化K值也在变化，在实际运行中难以确定。振荡中心电压和功角的简单函数关系是在假定两侧电势相等，各元件阻抗角都相等的理想条件下给出的，在实际系统中它不能准确跟踪功角的变化，所以存在计算误差。在复杂的电力系统中不能通用，因为它仅能反应系统局部的一些信息。对间接反映功角的监测装置的评价（不足）一、安全稳定控制装置的现状（4）

一、安全稳定控制装置的现状（5）直接测量功角或角速度的监测装置装置要获得大量的实时参数，数据的测量和传输需要使用通讯手段，一旦通讯故障，整个装置都将失灵。这种仅测量某台发电机的功角或角速度不能构成严格的失步判据，只能通过与一临界功角或临界角速度相比较，而临界值在实际中难于确定，因为它强烈地依赖于故障前的运行方式、故障发生的情况以及故障切除后系统的网络结构。对这类装置的评价直接测量功角的失步预测直接测量角速度的失步预测

基于等面积定则的失步预测基于能量函数的失步预测基于能量原理的失步预测一、安全稳定控制装置的现状（6）

基于等面积定则的失步预测方案预测速度快，但它仅适用于单机—无穷大母线模式。利用GPS实测相角提高了相角测量的精度，可以计及对端电压、网络参数的变化对功角测量的影响，但是是否稳定的判别仍然需要预知系统极限能量，而这是难于准确估计的。利用有功功率及功率变化量的失步预测装置对某些重大扰动引起的失步事故能够快速动作，理论上在扰动瞬间给出预测结果。但它仅能反映简单系统中某些暂态稳定破坏事故，在较复杂网络中应用存在一定困难。对基于能量原理的失步预测装置的评价一、安全稳定控制装置的现状（7）

一、安全稳定控制装置的现状（8）区域性稳定控制系统的现状紧急状态稳定控制发展趋势是：由分散设置的单一装置或局部稳定控制系统发展为能考虑一个区域或全系统的带失步预测的紧急控制系统，且具有判断执行的快速性、功能的高度可靠性，对电网工况的适应性和动作的选择性与抗干扰性。目前采用的方案离线预想计算，实时匹配：存在失配，自适应能力很差。在线预想计算，实时匹配：避免了工况的失配问题，能够自动适应系统的发展变化。但对决策分析软件的要求很高，要求其在尽可能短的时间内作出决定。

可行性：GPS的出现和引入电力系统，使得对电力系统具有重要作用的相角测量得以实现。现代的远距离通讯能力和工作站技术使我们能得到系统的实时摇摆运动轨迹信息，于是可进行全系统的在线实时性的动态监视，因此必将极大地改善系统暂态稳定预测及控制的水平，为暂态稳定的失稳预测和控制提供新的思路和方法。出发点：以系统动态监视的实时轨迹信息为基础，预测系统未来的发展趋势和变化，并快速识别系统的稳定性，对于防止系统的稳定性破坏和快速起动紧急控制将起到关键作用。基于轨迹信息进行实时预测的可行性一、安全稳定控制装置的现状（9）

一、安全稳定控制装置的现状（10）基于轨迹信息进行实时预测的优点基于系统的轨迹信息,不需预先知道电力网络结构、参数以及负载动力学特性等难以准确获得的知识，所需参数由实