电力系统运行稳定性的基本概念课件.ppt

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1、15-1概述——稳定问题的提出联网的必要性1.1831年法拉第发明电磁感应定律，电能成为二次能源，就地使用2.1885和1890年发明了单相变压器和三相变压器3.1891年出现了三相交流输电，远距离输电成为可能，出现了由发电机、线路和负荷构成的最简单的电力系统4.由于实际运行中发现受端系统在缺乏电源支持的情况下非常薄弱，逐渐出现了多电源点的互联运行，从而形成了早期的互联电网联网的效益多个地区联网形成大型互联电网后：有利于地区间电力的平衡和经济调度有利于安排机组的检修和事故备用容量有利于充分利用系统中廉价的水利资源有利于实现负荷点的多路供电以提高供电可靠性有利于提高系统的

2、抗冲击能力有利于提高系统的供电质量——由于互联系统在经济上的明显优点，电力系统互联的规模越来越大，世界上最大的西欧联合电力系统总装机容量已超过2亿KW。15-1概述——稳定问题的提出（续）我国电力系统发展历史1880年7月，上海，第一台12KW机组1949年，发电量43亿KWh，装机容量1848.6KW1999年，发电量12331.4亿KWh，装机容量2.98亿KW装机容量：96年超过1亿，95年超过2亿，96年开始排世界第二，2000年4月超过3亿2004年4月装机容量达4亿千瓦2020年计划达到装机容量9亿KW发电量：99年比98年增加6.52%,目前也是世界第二位

3、目前最大的火电厂：邹县电厂，240万KW目前最大的水电厂：二滩电厂，330万KW★三峡电厂，装机容量1820万KW，将是世界最大目前全国电网覆盖率：96.4%7个大区电网，华东网5198万KW5个独立省网，广东省网3033万KW15-1概述——稳定问题的提出（续）我国电力系统发展历史（电压水平）15-1概述——稳定问题的提出（续）194019501960197019801990200035-110KV220KV330KV500KVHVDC?KV1953年松常线369KM1972年刘汉线534KM1981年平武线595KM1989年葛上线1064KM电力系统稳定问题的提出

4、电网互联技术可以合理利用能源资源，具有显著的经济效益，因而得到了十分迅速的发展，但它同时也带来了一些新的问题。随着电力网络互联程度的不但提高，系统越来越庞大，运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，使电网的安全稳定问题越来越突出。在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善，缺少必要的安全措施，一个局部的小扰动或异常运行也可能引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解。15-1概述——稳定问题的提出（续）电力系统稳定研究的内容基本问题——早期稳定研究的内容1.联网后发电机组是否仍能按如下额定功率顺利地送

5、出功率，如果不能，应该如何确定发电机的最大允许输出功率?2.线路可以传送的功率是否仍然只受经济电流密度和最大允许电流(热稳定极限)限制，如果不是，应该如何确定线路允许的最大传送功率?3.线路出现短路或跳闸等事故时系统能否仍然正常运行，如果不能，应该引入什么样的保护装置和／或稳定控制装置?15-1概述——研究内容电力系统稳定研究的内容随着电网互联规模的增大，不断出现大量新的稳定问题：如何在网络结构比较薄弱的情况下防止由于某一设备或线路的故障产生连锁反应，导致全系统的稳定事故；如何防止长距离重负荷的联络线引起的低频振荡现象；如何防止由于大型互联系统频率维持能力逐渐减弱且可能

6、的有功冲击加大可能引起的频率稳定问题；如何防止带负荷调压变压器和无功功率缺额可能引起的电压稳定问题。对电力系统稳定问题的研究发展至今，已形成为一个研究内容日新月异、研究方法多种多样、应用领域十分广阔的综合性研究领域15-1概述——研究内容15-2功角的概念发动机输出电磁功率：15-2功角的概念传输功率的大小与相位角δ密切相关，称δ为“功角”或“功率角”。传输功率与功角δ的关系，称为“功角特性”或“功率特性”。定义：功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对位置。15-3电力系统稳定的基本概念系统运行的稳定性与供电可靠性电力系统运行的根本目的是对负荷

7、提供可靠的供电能力。供电可靠性一方面体现在不间断供电上，另一方面则体现在对供电质量的保证上。理想情况下，电力系统在任何时候都必须以恒定的电压和频率向负荷供电，实际系统中则是要求电压和频率必须维持在很小的偏差内。——提供不间断的、高质量的供电能力是电力系统运行的首要任务——广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。15-3电力系统稳定的基本概念系统运行的稳定性与供电可靠性电力系统中的各同步发电机只有在同步运行(即所有发电机以相同的速度旋转且