电力系统稳定研究

电力系统稳定研究（精选12篇）

电力系统稳定研究 篇1

0 引言

随着电力系统规模的不断扩大以及快速微机励磁系统的广泛应用,电力系统低频振荡问题已成为影响电网安全、稳定、经济运行的重要因素之一[1]。研究表明,要解决电力系统低频振荡问题,可以在励磁调节器上配置电力系统稳定器(PSS),保证联网系统的安全、稳定、经济运行[2]。然而,电力系统稳定器参数的合理整定是保证其功能有效发挥的前提条件。本文详细阐述了电力系统稳定器各环节的作用及其对电网稳定的影响。

1 电力系统稳定器数学模型介绍

电力系统稳定器的数学模型主要包括PSS-l A型和PSS-2A型2种。PSS-IA型是单输入通道,一般采用电功率P输入,当对调速器进行功率增减操作时,容易产生无功大幅度的反向调节(即“反调”现象[3]),影响有功功率增减的正常操作甚至机组稳定。为了解决这一问题,在PSS-1A模型的基础上再引入转速信号ω即功率与转速双通道输入,经合成计算后成为加速功率信号,有效地解决了“反调”问题,这就是PSS-2A模型(见图1)。

PSS-2A模型引入转速信号,也就容易引入具有很大破坏性的轴系扭振信号。由于PSS-2A本身设计有衰减扭振信号的电路,只要参数配置得当,基本不会有问题。另外,如果PSS-2A模型参数配置不当,在某些频段,还可能产生负阻尼。但是,PSS-1A的“反调”缺点远远大于其优点。因此PSS-2A是目前最为合理、科学、值得推荐且应用广泛的模型。

图1中P为发电机有功功率,ω为发电机机械转速,Tω1、Tω2、Tω3为隔直环节时间常数,T1～T6为超前滞后环节时间常数,T7为惯性环节时间常数,T8、T9为高频滤波时间常数,M、N为高频滤波函数阶数,Ks1、Ks2、Ks3为比例放大倍数。

2 电力系统稳定器参数对电网稳定的影响

2.1 单机无穷大仿真模型

本文采用中国电力科学研究院开发的电力系统综合稳定程序PSASP对神华国华沧东电厂3号发电机励磁控制系统进行仿真研究,励磁调节器采用南瑞电控NES5100型。为了便于分析,依据问题的侧重点,将电力系统模型简化为单机无穷大系统(见图2)。该系统主要由2台发电机、1台变压器、1条线路和1个负荷组成。发电机模型S2模拟无穷大电网,节点类型为Slack型节点。发电机G1为本文研究的对象,其包括发电机模型、励磁系统模型和电力系统稳定器PSS模型,发电机模型参数见表1。

发电机励磁系统模型参数:AVR比例系数为50,A VR积分系数为10,A VR微分系数为0。

电力系统稳定器PSS模型参数:Ks1=6,Ks2=0.64,Ka3=1,T1=0.21,T2=0.02,T3=0.21,T4=0.02,T5=0,T6=0,T8=0.2,T9=0.1,M=5,N=1,Tω1=Tω2=Tω3=T7=5。

2.2 放大倍数对电网稳定的影响

电力系统综合稳定程序PSASP中暂态稳定计算作业的计算功能采用暂态稳定计算,控制信息采用节点扰动中的励磁参考电压修改,设定单机无穷大系统基准容量为100 MV·A,基准电压为20 kV。改变比例增益Ks1分别为0、1、6、30,固定其他参数不变,进行发电机机端电压2%负载阶跃仿真。发电机有功功率波形见图3,分析结果见表2。

表2中T1为有功功率达到第一峰值的时刻,P1为有功功率达到第一峰值时的功率值;T2为有功功率达到第二峰值的时刻,P2为有功功率达到第二峰值时的功率值;ζ为阻尼系数。

由表2可见,随着放大倍数Ks1逐步增大,阻尼系数逐渐增大,但放大倍数Ks1增大到一定值会引起有功功率的波动。

2.3 隔直环节参数对电网稳定的影响

设置隔直环节参数Tω1、Tω2、Tω3相等,并改变其值为1、5、10,固定其他参数不变,进行发电机机端电压2%负载阶跃仿真。发电机有功功率波形见图4,3个波形互相重叠。

由图4可见,改变隔直环节参数对PSS的作用影响较小。

2.4 超前滞后环节参数对电网稳定的影响

在不投PSS;超前补偿参数T1=0.61,T2=0.02,T3=0.61,T4=0.02 (投PSS);现场整定计算参数T1=0.21,T2=0.02,T3=0.21,T4=0.02(投PSS);滞后补偿参数T1=0.21,T2=0.25,T3=0.21,T4=0.25(投PSS)4种工况下,保持其他参数不变,进行发电机机端电压2%负载阶跃仿真。发电机有功功率波形见图5,分析结果见表3。

表3中T1为有功功率达到第一峰值的时刻,P1为有功功率达到第一峰值时的功率值;T2为有功功率达到第二峰值的时刻,P2为有功功率达到第二峰值时的功率值;ζ为阻尼系数,f为振荡频率,N为振荡次数。

由图5和表3可见,对于自并励机组由于励磁系统是滞后系统,进行滞后补偿不能改善电网的低频振荡,其效果类同于PSS不投的效果。当进行过度超前补偿时,阻尼系数下降,振荡次数增多,也不利于抑制电网低频振荡。因此,电力系统稳定器的超前滞后补偿参数对PSS的投运效果具有明显的作用,必须在现场根据实测的励磁系统无补偿特性进行优化。

2.5 惯性环节参数T7对电网稳定的影响

在不投PSS,Tr=1 (投PSS),T7=5 (投PSS),T7=10(投PSS)4种工况下,保持其他参数不变,进行发电机机端电压2%负载阶跃仿真。发电机有功功率波形见图6,分析结果见表4。

由图6和表4可见,对于自并励机组,由于励磁系统是滞后系统,惯性环节也是滞后环节,T7越大振荡次数越多,T7越小阻尼系数越小。因此,电力系统稳定器的惯性环节参数T7对PSS的投运效果具有明显的作用,必须在现场进行优化。

2.6 Ks2环节参数对电网稳定的影响

发电机惯性时间常数Tj(或M)为:

式中:n为发电机的转速,r/min;Sn为发电机的视在功率,kV·A;J为转动惯量(包括发电机和汽轮机),kg.m2。

PSS-2A模型中的Ks2参数为:

在不投PSS,Ks2=0.16 (投PSS),Ks2=0.64 (投PSS),Ks2=5.12(投PSS)4种工况下,保持其他参数不变,进行发电机机端电压2%负载阶跃仿真。发电机有功功率波形见图7,分析结果见表5。

由图7和表5可见,Ks2越小振荡次数越多,阻尼系数越小。因此,电力系统稳定器的惯性环节参数Ks2对PSS的投运效果具有明显的作用,必须在现场进行优化。

2.7 PSS参数引起有功功率发散振荡的案例

综上分析,放大倍数Ks1、Ks2、超前滞后参数、滤波时间常数T7对电力系统稳定器PSS的作用效果有较大的影响,不适当的参数可能会放大电网的低频振荡事故。

当Ks1=30、Ks2=0.16、T2=T4=0.25、其他参数保持不变时,有功功率会发散振荡(如图8中发散振荡1所示);当Ks2=1.28、T1=T3=0.61、其他参数保持不变时,有功功率会等幅振荡(如图8中等幅振荡所示);当Ks2=5.12、T1=T3=0.61、其他参数保持不变时,有功功率会发散振荡(如图8中发散振荡2所示)。

3 结论

电力系统稳定器的参数对电网低频振荡的抑制具有重要的作用,主要表现在:

(1)隔直环节对电网低频振荡的抑制作用较小。

(2)放大倍数Ks1增大,阻尼系数逐渐增大,但放大倍数Ks1增大到一定值会引起有功功率的波动,需要根据现场试验的临界增益值确定;Ks2越小振荡次数越多,阻尼系数越小;其他参数必须根据现场实测的励磁系统无补偿特性进行整定。

摘要：采用电力系统稳定器是抑制电网低频振荡的重要方法之一,其参数的合理整定是功能有效发挥的前提条件。文章采用中国电力科学研究院研制的电力系统综合仿真程序PSASP对沧东电厂3号发电机电力系统稳定器各参数对电网稳定的影响进行了仿真。仿真结果进一步明确了电力系统稳定器各参数在抑制电网低频振荡中发挥的作用,通过仿真计算不仅可以节省现场调试的时间,而且能够进一步提高现场试验的安全性。

关键词：电力系统稳定器,低频振荡,PSASP,仿真计算

参考文献

[1]孟凡超,吴龙.发电机励磁技术问答与事故分析[M].北京:中国电力出版社,2009.

[2]竺士章.发电机励磁系统试验[R].杭州:浙江省电力试验研究所,2003.

[3]DL/T 650—1998,大型汽轮发电机的自并励静止励磁系统技术条件[S].

电力系统稳定研究 篇2

航路网络系统的结构稳定性直接影响空中交通流量管理实施的有效性.本文考虑空中交通流与道路交通流的共性,借鉴堵塞流理论对航路网络系统进行稳定性分析,并提出了衡量系统稳定性的指标和提高航路网络结构稳定性的`措施.通过对典型的航路网络结构进行仿真计算,验证了提高稳定性措施的正确性和可行性,说明了航路稳定性研究能为空中交通流量管理提供技术和决策支持.

作 者：黎新华 张兆宁 侯蕤 LI Xin-hua ZHANG Zhao-ning HOU Rui 作者单位：黎新华,侯蕤,LI Xin-hua,HOU Rui(民航西南空管局,飞服中心,成都610202)

张兆宁,ZHANG Zhao-ning(中国民航大学,空管学院,天津300300)

电力系统稳定研究 篇3

关键词PID；时滞；极值；稳定性

中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0211-01

在过程控制系统中，按误差信号的比例，积分和微分进行控制的调节器，简称PID调节器。理论和实践证明了在连续控制系统中，对象为一阶或二阶惯性环节，同时带有滞后时间不大的滞后环节，PID控制显现出算法简单、鲁棒性好和可靠性高的优点。本文从庞德里亚金极值定理出发，推演出任意阶被控对象均可适用的控制算法。

1递推公式

图1给出了反馈结构的系统框图，在K是被控稳对象态增益，Ti和Zi是被控对象时间常数，L是确切被控对象的时滞环节，Kp， Ki及 Kd 是PID控制器参数的情况下给出了相应处理器的传函P（s）和控制器的传函

C（s）。

图1单位反馈控制系统框图

要完成对一阶被控对象稳定区域的确切描绘可以借助由旁德里亚金定理衍生出 的Hermite-Biehler定理，奈奎斯特判据及根轨迹的方法得到。此外二阶被控对象可以用图解的方法得到，同样也有正确结果，但稳定性却不见得全是明晰的，也没有指定的有限计算步数。所以，任意阶被控对象的研究还是用奈奎斯特判据，但要分别考虑给定Kp的P和PID控制器，以及保证稳定的过程参数的阶数。通过控制器调节图的引入强调了确切表示出稳定区域边界的重要性。下式给出系统的闭环传函：

依据庞德里亚金的研究，对于正实部的稳定性而言T（s）必须要有限定的极点个数。这就意味着是否分母的主函数apqspeqs与函数xp(s)共有的系数sp在左半平面具有所有的零点。

T（s）的分母除以pn(s)/L，因此分母可以寫成：

闭环传函T（s）的所有极点都是H（s）的零点，系统的稳定条件在于T（S）右半平面没有极点，H（s）的右半平面没有零点。

为了得到有别于实参的等式，设被控对象的时滞为L，无穷小量σ，其间关系为σ=Ls，推出：ti=Ti /L，zi=Zi /L，h=KKp，h=KKp，hd=KKd /L。可将上式改造为：

此外，设 pd（jy/L）=A（y）+jB（y）以及pn（jy/L）=C（y）+jD（y），H（σ）的实部F（y），虚部G（y），计算σ=jy，可写出：

F（y）=he-F1（y） （6）

G（y）=y |h-G1（y）| （7）

2无零点的过程传函

过程传函中没有零点时，函数H（σ）是一个标准多项式，庞德里亚金的结果完全适用。为了使整个系统确保稳定，必须分别满足以下两种情况：

1）考虑到H（σ）的主项是σn+1eσ，设H（jy）=F（y）+jG（y），ε为一个合适的常量以至于G（y）中的系数yn+1在y∈ε时仍然存在。为保证在-2rπ+ε≤y≤2rπ+ε区间G（y）的实根数Nr足够大，应有：

Nr = 4r+n+1。

2）对于函数G（y）的所有零点y=y0而言，必须保证不等式

G'（y0）F（y0）-G（y0）F'（y0）>0

F1（y）与G1（y）的典型函数，按照G（y）= y |h-G1（y）| ，在y=0时，

G（y）有根，此根既是纵轴等于给定h的水平线与G1（y）的每个交点。

3具有零点的过程传函

H（σ）的极点数就是过程传函的零点数。

H（σ）的所有零点都位于虚轴的左侧的条件为：

（a）向量w= H（jy）对实数y而言以正方向从-∞向+∞行进，也就是说G（y）的每个根都要满足不等式：

G（y0）F（y0）<0

（b）在-2πr+ε≤y≤ 2πr+ε区间，G（y）的根的数目Nr满足：

Nr=4r+n+1-m+2mp

4结论

在此论文中，考察了稳定与不稳定条件下的任意阶无延迟被控对象，以及一次时延与PID控制器。借助庞德里亚金极值定理确定相应的过程与控制器参数空间的稳定域。提出了通过有限步数便可以精确表达出控制参数稳定域范围。此项结果可作为一种实用工具来设计并维系控制系统。

参考文献

[1]历风满.数字PID控制算法的研究[J].辽宁大学学报.

[2]王永初.自动调节系统工程设计[M].北京:机械工业出版社,1983.

[3]陶永华,尹怡欣,葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,1998.

电力系统安全稳定问题研究 篇4

一、电力系统安全稳定问题

电力系统中各同步发电机间保持同步是电力系统正常运行的必要条件, 如果不能使各发电机相互保持同步或在暂时失去同步后不能恢复同步运行, 这就使电力系统失去稳定。电力系统稳定问题最早应追溯到20世纪初。当同步电机由单机运行发展到与其它同步发电机并列运行后, 就出现电力系统稳定问题, 特别是在发生故障的情况下, 有可能使发电机失去同步。电力系统稳定的破坏, 往往会导致系统的瓦解和崩溃, 造成大面积停电, 所以保证电力系统稳定是电力系统安全运行的必要条件。在电力系统稳定研究中, 除了维持发电机间同步运行的稳定性外, 还开展了电力系统的电压稳定和频率稳定性问题的研究。

二、电力系统安全稳定研究

对电力系统而言, 安全和稳定都是系统正常运行所不可缺少的最基本条件。安全和稳定是两个不同的基本概念。“安全”是指运行中的所有电力设备必须在不超过它们允许的电压、电流和频率的幅值和时间限额内运行, 不安全的后果是导致电力设备损坏。“稳定”是指电力系统可以连续向负荷正常供电的状态, 有三种必须同时满足稳定性要求:一是同步运行稳定性;二是电压稳定性;三是频率稳定性。电力系统失去同步运行稳定的后果是系统发生电压、电流、功率振荡, 引起电网不能继续向负荷正常供电, 最终可导致系统大面积停电;失去电压稳定性的后果, 则是系统的电压崩溃, 使受影响的地区停电;失去频率稳定性的后果是发生系统频率崩溃, 引起全系统停电。

(一) 电力系统稳定分析研究。

电力系统的同步稳定问题一直是人们研究的重要课题。电力系统的同步运行稳定分析一直是电力系统中最为关注的一种稳定性。在中国的现行规程上, 把电力系统的同步运行稳定性分为三类:静态稳定、动态稳定和暂态稳定。但迄今为止, 国际上对电力系统同步稳定性并没有统一的标准定义。1982年IEEE提出新的建议, 并定义如下:

1. 电力系统的静态稳定性。

如果在任一小扰动后达到扰动前运行情况一样或相接近的静态运行情况的话, 电力系统对该特定静态运行情况为静态稳定, 又称为电力系统的小干扰稳定性。

2.电力系统的暂态稳定性。

如果在该扰动后 (如三相短路等大扰动) 达到允许的稳定允许情况, 电力系统对该特定运行情况或对该特定扰动为暂态稳定。电力系统的暂态稳定水平一般低于系统的静态稳定水平, 如果满足了大扰动后的系统稳定性, 往往可同时满足正常情况下的静态稳定要求, 但是, 保持一定的静态稳定水平, 仍是取得系统暂态稳定的基础和前提, 有了一定的静态稳定裕度, 就有可能在严重的故障下通过一些较为简单的技术措施去争取到系统的暂态稳定性。

(二) 电力系统安全分析研究。

电力系统调控中心进行在线安全分析的目的是对电力系统在当前运行情况下的安全状况作出评价, 从而预先采取合理的控制措施。近十年来, 电力系统安全分析研究取得如下几方面成果:

1. 静态安全域思想。

在静态安全分析研究中, 过去很长时间广泛采用的是逐点分析法, 它需要对偶然事故表中所有运行条件逐一解潮流方程, 取得潮流的再分布状况, 对所求的母线电压和各支路的功率进行越限检查, 并检查是否满足安全性, 因此计算量大。静态安全域思想是由E.Hnyilicza等人在1975年首次提出的, 它的优点是减少了大量潮流计算。

2. 人工智能。

人工智能方法在电力系统安全分析中的应用研究已成为这一研究领域的一个活跃分支。人工智能是指用机器来模拟人类的智能行为, 包括机器感知 (如模式识别、人工神经元网络等) 、机器思维 (如问题求解、机器学习等) 和机器行为 (如专家系统等) 。人工智能 (Artificial Intelligence) 是当前发展迅速、应用最广泛的学科, 其中专家系统 (Expert System) 和人工神经元网络 (ANN) 是人工智能的两个很活跃的分支。

在20世纪60年代后, 国内外电力系统曾发生过多次严重的大面积和长时间停电事故, 从而保证电力系统安全稳定问题已受到极大重视, 并为此进行了大量的理论科学研究和工程实践, 但到目前还有不少问题尚未很好解决, 如超高压远距离输电与互联电网的安全稳定分析方法与控制策略问题;大容量机组投入电力系统运行, 如何解决好系统与大机组的安全协调问题;如何最优解决有功调度中系统安全问题与经济问题的协调问题等。

另外, 近年来实时相角测量技术的发展已为现代电力系统安全稳定分析开辟了一个新的领域, 为超高压大电网的安全运行监控提供了新的手段。

摘要：当今, 电力已作为现代社会的主要能源, 与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系, 供电不稳定, 特别是大面积停电事故所造成的经济损失和社会影响是十分严重的, 例如2003年的纽约、伦敦和东京大停电事故。因此, 对现代电力系统的运行提出了更高的要求, 既保证安全、可靠和经济地发供电能, 又要求保证合格的供电质量。但是, 现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。同时, 由于电能的发、送、变、配、用电各个环节同时进行, 这样现代电力系统又是一个复杂的实时动态系统, 这个系统除了包括发电、送电、变电、配电和用电设备外, 还包括监测系统、继电保护系统、调度通信系统、远动和自动调控设备等组成的二次系统。本文介绍了国内外电力系统安全稳定问题的研究现状, 供电力工程参考。

关键词：电力系统,安全稳定,新进展

参考文献

[1].韩祯祥.电力系统自动监视和控制[M].北京:水利电力出版社, 1988

[2].王梅义等.大电网系统技术[M].北京:水利电力出版社, 1991

[3].滕福生.电力系统的调度自动化和能量管理系统[M].成都:成都科技大学出版社, 1993

[4].袁季修.电力系统安全稳定控制[M].北京:中国电力出版社, 1996

[5].韩祯祥.电力系统稳定[M].北京:中国电力出版社, 1995

[6].韩祯祥, 童建中.大规模电力系统紧急状态控制综述[J].电力系统自动化, 1988

[7].袁季修, 孙光辉.电力系统安全稳定控制的现状与进展[J].电力系统自动化, 1989

电力系统稳定研究 篇5

提出了一种采用μ方法分析多变量飞控系统稳定裕度的新方法,并通过在回路中添加对角乘性摄动矩阵,建立了多变量系统鲁棒稳定裕度与经典的`幅值-相角裕度之间的对应关系,给出了二者的对应关系图.最后,以某型飞机横侧向回路为例,验证了方法的有效性和优越性.

作 者：李洪超 史忠科 田福礼 唐炜 LI Hong-chao SHI Zhong-ke TIAN Fu-li TANG Wei 作者单位：李洪超,史忠科,唐炜,LI Hong-chao,SHI Zhong-ke,TANG Wei(西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072)

田福礼,TIAN Fu-li(西北工业大学,航空学院,陕西,西安,710072)

电力系统稳定研究 篇6

关键词：继电保护；安全稳定控制；隐性故障；停电事故

1 概述

电力系统大规模停电事故多由继电保护隐性故障及安全控制装置的隐性故障所引起，所谓隐性故障，顾名思义，指的是具有一定隐蔽性的故障，通常由装置自身缺陷或者人为的操作失误导致的隐患，从而影响了电力系统的正常运行，例如接地短路、电压大幅跌落、恶劣的环境等，这些都会导致安控装置、电源误切或者控制措施不当，致使电力系统的大面积停电，造成了国家经济的损失，尽管发生以上概率事件比较小，不过只要发生一次，那么所造成的社会影响和破坏是极大的，因此，对于隐性故障的监控不容忽视。

2 继电保护隐性故障分析

继电保护隐性故障作为继电保护系统的固有缺陷，其在正常运行过程中，不会对系统带来任何影响，只有当系统处于非正常压力时，装置拒动或者不正确的断开某电路元件，这样才会导致继电保护的失灵，造成大面积的停电事故。

继电保护的隐性故障原因主要有以下几个方面，装置元件损坏等硬件故障；软件版本错误、保护逻辑错误等软件系统错误；保护定值不合理；暴风雪等恶劣环境造成的隐性故障；人为操作引发的隐性故障。

致使继电保护设备隐性缺陷的因素有很多，除了人为的操作失误、设备自身的原因外，还有一些是软硬件系统无法适应当时电网的运行方式。

3 隐性故障造成的影响及研究方法

在电力系统三道防线中，继电保护属于第一道，所以一定要有一定的可靠性，如果电网的运行状态存在问题，容易导致继电保护隐性故障的发生，这样会导致系统的无法运行，甚至是整个系统失稳等，对于隐性故障存在的风险，应该对这些造成的风险影响因素进行深入研究，提出相关的风险评估方法，结合现有的技术及分析方法，对继电保护系统的可靠性综合评估，通过故障树分析法分析继电保护隐性故障所产生的连锁反应，此外，可以通过元件重要度分析法来分析系统的可靠性，辨识出系统中的关键元件，有针对的提高系统的总体可靠性。

针对保护隐性故障对系统造成的影响，还可以通过仿真分析的方法，借助仿真分析工具，模拟电力系统的运行状态，通常适用于不经常发生的事件频率和概率。在保证均值不变的情况下采用比原始概率大的概率值进行仿真，从而增大连锁故障发生的可能性。

隐性故障的监控也是防范保护系统隐性故障发生的重要方法之一，通过影响隐性故障的关键线路辨识，采取相应的抑制故障措施，减少大规模停电发生的概率。

在筛选事故时，可能会暴露出系统连锁故障的隐患，针对系统中的脆弱线路进行找出来给予辨识并且给予关键保护，这样可以控制回路的隐性故障。

4 安控装置隐性故障分析

结合日常多年的工作经验，安控装置隐性故障主要表现在以下几个环节：分别是测量、策略、定值、通信和表决模式等。

4.1 测量

在对安控装置进行测量过程中容易发生电压互感器断线事故，致使隐性故障的发生，此外，测量误差和回路芯片失效也会导致装置误动作。

4.2 策略

安控装置的策略主要有“离线决策方式”和“在线预决策方式”，如果该测量无法适应电网的实际运行方式将会造成安控装置误动作，从而造成故障的进一步扩大。

4.3 定值

装置的定值决定了装置的功效，和被监控对象是否快速识别故障类型有着密切联系，如果定值不合理，将影响安控装置的安全和电力系统的稳定。

4.4 通信

安控装置的构架通常应集合系统的规划及控制的范围来给予功能的配置，对多个厂站的通信通道及接口设备进行协同工作，从而实现区域的安全控制，如果通信存在故障，将会导致信息无法传送等问题，致使安装装置的误动。

4.5 表决模式

安控系统的设计采用了冗余设计法，这样可以提高安控系统的可靠性及安全性。表决模式的选择直接影响着安控系统防误动和防拒动的特性，冗余设计过程中应充分的考虑安控系统控制出口逻辑的表决模式类型。

5 结束语

综上所述，通过对继电保护和安装系统隐性故障的研究分析，继电保护和安控装置作为二次设备，是电网运行风险的重要来源，需要对继电保护隐性故障进行风险评估，通过建模等方法找出风险因素，对测试人员进行培训，提高他们的综合素养，严格按照相关的电力规章制度来进行操作，加强系统的维护工作，避免安全隐患的发生。

参考文献：

[1]赵丽莉，李雪明，倪明，程雅梦.继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望[J].电力系统自动化，2014，22：128-135.

[2]张晶晶.保护系统的隐性故障相关问题研究[D].合肥工业大学，2012.

[3]董雪源.基于互联网技术的电力系统广域保护通信系统研究[D].西南交通大学，2012.

[4]周泽昕，王兴国，杜丁香，李岩军，李明.过负荷状态下保护与稳定控制协调策略[J].中国电机工程学报，2013，28：146-153+22.

电力系统安全稳定标准研究 篇7

1 电力系统安全稳定运转电网规划原则

1.1 以科学性为根本。

科学性是保证国家电网运行安全的重要标准, 如果想提高电网运行的稳定性必须以科学性为前提。电网规划是电力系统建设的基础, 而电压层级又是电网规划工作的重要组成部分, 因此, 电压层级也是一种重要的组成规划形式。同时, 电压层级对于电网规划工作的全面性也具有很大的影响, 它关系到电网规划工作的质量及及其适应效果, 所以以科学性为根本的原则是对电压层级规划的重要要求和原则, 规划工作中必须要确保电压层级具有极强的科学性。对电压层级进行规划和选择时需要根据其实际大小进行考量, 否则电压层级过大和过小都会对电网规划效果造成影响。如果电压太大电路系统的运行压力就会增大, 其负荷量也会迅速增加, 但如果电压层级太小又会造成达不到设计要求, 导致电网运行能力不足的问题。所以, 为提高电压层级的适用性及科学性, 提高电力系统运行及管理过程中的安全系数及可靠程度, 对电压层级进行简化是非常重要的, 通过减少电压的变压次数能够实现对电压层级的选择标准。

1.2 以合法性为核心。

合法性是电网规划中的又一项重要原则, 在我国已经出台的电网规划设计标准规范中已经对电网规划的相关标准做出了规定, 所以有关部门在对电网进行规划是需要严格遵守法律中规定的规划设计要求来执行相关操作, 这样不仅能提升电网规划的效果, 还能确保电网运行的可靠性, 减少电网运行中出现故障问题的可能性。根据电力系统运行安全稳定标准进行电网的设计及规划工作能够有效提高电力系统的运行质量, 增强电网运行的安全性, 因此, 以合法性为中心是电网规划工作中一项非常重要的原则。

2 电力系统安全稳定运转设计准则

2.1 110k V变电站安全稳定电力设计。

一般来说, 110k V变电站的电力设计范围内, 要实际且全面考察所在地区现实的用电需求, 详细了解实际情况之后再去设计符合当地用电需求的设计方案, 同时, 还要考虑在电力设计的过程中耗费的资本以及保障电网运转过程的的安全性和稳定性的整体需求, 电力设计方案中必须要体现, 在用电资源薄弱的情况下能够充分保证电力提供的需求, 保证电网在运转中的稳定性以及稳固性。在110k V变电站的电力设计过程中, 还要全面的考虑到电网安全运转框架建立中, 每个线路的方式, 供电电源的种类、线路径的准确数据, 保证上述条件的科学性以及合理性。例如, 首先, 110k V变电站在电子设计中需使用双绕组的变压器设施, 并采用110k V/35k V的两级电压方式。还有在110k V变电站的电力设计方案中, 进行接线选取的方法里, 一般会用双电源径并且有上桥式的接线方式。最终完成连接线路工作。

2.2 20k V变电站安全稳定电力设计。

220k V变电站主要负责电力能源的输送, 因此在220k V变电站的电力设计方案中要全面的提高整体的设计水平, 能够保障在电网安全运转过程中, 满足电网设定容量以及电力能源输送频率的条件。一般来讲, 最少两个或者两个以上的电源用电方式、变电设施在二到三台左右才能达到220k V变电站的建成程度, 而变电站在运转过程中的容量要保证在150MVA或180MVA之间的范围里。以便有效的保证220k V变电站能够满足电网正常运转的需求, 杜绝电压层级不稳定因素的存在, 避免发生危险。在220k V变电站的电力设计过程中, 对于安全和节能方面的技能要多加考虑, 而从保证庞大的电网系统在运行的过程中具备更好的安全性和能源节约性, 可以充分提高电力系统运转过程中的安全系数和能源的节约, 有利于加固电网运转的稳固性和安全性。通常情况下, 220k V变电站的电网设计方案中, 包含无功补助、谐波政治等多种技术方法, 要充分保证两种技能在电力设计中的科学、适用性。

3 完善电力系统安全运转的基本准则

3.1 完善电力系统安全标准建议。

深入探究电压稳定以及动态稳定的理念、特征和影响因素, 科学判断对于电网中电压的长期稳定性以及电压的动、静等各种工作状态, 对其进行实用性的评价, 完善电力系统安全标准建议准则, 有效的对电力系统的运转起到参考、指导作用。根据电力系统发展的需求, 及时调整在电网运转中不合理规定, 对于设计方案中不符合安全性和稳定性原则的措施和配置以及故障划分等多项内容进行合理和修改、调整。让电力系统安全运转准则更加完善、具体化。对于电力设计方案和国家规定准则之间认真分析、研讨, 保证每项设计方案符合国家规定, 两者互相协调整理, 从而保证两者不冲突, 规范电力系统安全运转准则, 为电网的安全稳定运转提供了明确的指导方向。

3.2 完善电力系统运行控制标准建议。

在规定的电力系统安全稳定控制的技术指导之外, 首先, 要根据具体情况适当添加控制设施、配置协调的原则性的指导规定, 仔细分析每一项控制措施之后, 采取一些成熟的、可靠的、能够有效促进经济发展的控制措施, 从而渐渐替代影响经济发展的控制措施, 将其转移台后暂且备用。其次, 根据实际情况增添相应条例, 对于相对成熟的控制技术的应用给出实质性的指导, 从而促进相关系统的发展、扩大其应用范围, 进一步实现系统控制水平的高效提升。

结束语

总而言之, 为了保证电力系统网络运行安全并对其运行状况进行良好掌控, 制定科学合理的网络安全标准非常重要。相关工作人员需要对电力系统运行的实际环境状况、整个电力系统的运行能力以及电力技术的发展程度等方面进行综合考量后制定一个最科学合理的标准, 相关工作人员需要根据这个标准对电力系统的安装状态进行判断, 从而提高整个电力系统的运行安全程度, 推动我国的电力系统继续完善, 为我国综合国力的增强奠定良好的基础, 进而带动我国经济持续、稳定发展。

摘要：随着科学技术发展, 电力资源在人们日常生活中占据的位置越来越重要, 其所发挥的作用也越来越巨大, 人们的电能的依赖性逐渐增强, 同时也给人们的日常生活带来了一些隐患。一旦电力系统运转出现异常将会对人们的生产和生活造成很大影响, 所以保证电力系统运行的安全性非常关键。确保电力系统运行的可靠性是推动我国经济发展, 提高人们生活质量的重要条件, 然而如何对电力系统运行的安全性进行判断和鉴定成为相关工作人员必须重视的一个问题。

关键词：电力系统, 稳定,安全,标准

参考文献

[1]舒印彪, 汤涌, 孙华东.电力系统安全稳定标准研究[J].中国电机工程学报, 2013 (25) :1-8.

电力系统的稳定性研究 篇8

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电设备构成的一个整体。各设备之间相互关联, 某一个设备运行情况变化 (如参数改变、发生事故等) , 都会影响到其他设备, 有时甚至会波及整个电力系统。因此, 当电力系统的生产秩序遭受扰动时, 系统应能自动地迅速消除扰动, 继续正常工作, 这就是电力系统应该具备的稳定运行能力。这种能力的大小取决于系统结构、设备性能和运行参数等多方面的因素。换言之, 对于具体的电力系统, 保持稳定运行的能力是有限的, 如果超过其限度, 电力系统就会失去稳定, 发电机就不能正常发电, 用户就不能正常用电, 并且引起系统运行参数的巨大变化, 往往会造成大面积停电事故。可见, 电力系统稳定运行是关系安全生产的重大问题。为了防止发生电力系统稳定破坏事故, 调度人员应该加强计算和分析工作, 掌握稳定情况, 寻求提高稳定性的措施, 在进行电力系统运行和事故处理时, 也应该保持足够的发电储备。

2 电力系统稳定运行的基本要求

2.1 电网结构和设备选用合理

一个稳定的电力系统要有合理的电网结构。为保持电力系统正常运行的稳定性, 系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量, 并有必要的调节手段, 在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时, 均不发生自发振荡。在正常方式下, 系统任意一个元件发生单一故障时, 不应导致主系统发生非同步运行及频率崩溃和电压崩溃。在事故后经调整的运行方式下, 电力系统应有符合规定的静态稳定储备, 其他元件按规定的事故过负荷运行。

2.2 供电可靠性高

电力系统运行可靠性就是系统承受扰动的能力, 可以系统的稳定程度来描述。系统稳定可分在系统中常发生的小扰动时的静稳定性和大扰动时的动稳定性。电力系统可靠性取决于发供电设备和线路的可靠性, 电力系统结构和接线, 备用容量, 运行方式 (静态稳定和动态稳定储备) 以及防止事故连锁发展的能力。

保证供电可靠性, 首先要求系统元件的运行具有足够的可靠性。元件发生事故不仅可能直接造成供电中断, 而且可能发展成为全局性的事故。经验表明, 电力系统的全局性事故往往是由局部事故扩展而成。其次要求系统增加抗干扰能力, 保证不发生或不轻易发生造成大面积停电的系统瓦解事故。为此, 除了要不断提高运行人员的技术水平和责任心外, 还要采用现代化的监测、控制手段。

2.3 电能质量高

电能质量以电压、频率以及正弦交流电的波形来衡量。用电设备是按额定电压设计的, 实际供电电压过高或过低都会使用电设备的运行技术指标、经济运行指标下降, 甚至不能正常工作。

3 提高电力系统稳定性的措施

3.1 改善发电机励磁调节系统的特性

在电力系统中, 通过减小发电机的电抗, 可以提高电力系统功率极限和输送能力。通过改善发电机励磁调节系统的特性来改善发电机的特性, 对提高电力系统功率极限和扩大稳定运行范围有良好的作用, 而且经济性好。因此, 现代电力系统的发电机都装设有自动励磁调节装置。为了限制由于过大的电压调节放大系数所产生的负阻尼, 在励磁系统中增加电力系统稳定器, 改进为微机励磁调节系统。采用先进控制理论的励磁控制器和柔性交流输电系统, 使二者同时发挥作用, 更好地提高暂态稳定性。

3.2 改善输电线路的特性及减小变压器的电抗

改善输电线路的特性, 主要是减小电抗。输电线路的电抗占电力系统总电抗的比重很大, 减小输电线路的电抗对提高电力系统的稳定性有着重要的作用。减小输电线路的电抗, 可从两个方面进行:一是提高输电线路的额定电压;二是改变输电线的传统结构, 采用分裂导线结构, 既可减小输电线的电抗, 又可减小电晕损耗。变压器的电抗在输电系统总电抗中比例虽不大, 但在已采取减小输电线路电抗措施的超高压输电系统中, 减小变压器的电抗, 仍有一定的作用。如在超高压远距离输电系统中采用自耦变压器, 对提高稳定性有良好的作用。

3.3 采用附加装置提高电力系统的稳定性

(1) 输电线路采用串联电容补偿。对于超高压远距离的输电线路, 除了采用分裂导线减小其电抗外, 还可利用电容器容抗与输电线路感抗相反的性质, 在输电线路上串联电容器来补偿线路的电感, 以提高线路的功率极限, 提高系统稳定性。

(2) 输电线路上并联电抗补偿。并联电抗补偿是改善远距离输电系统运行特性的重要措施之一。输电线路越长, 电抗越大, 容抗也越大。输电线路电容产生大量的无功功率, 在空载或轻载情况下可能引起线路末端电压过高、发电机产生自励磁等不允许的情况。除此之外, 还使发电机运行的功率因数升高。要使系统电压保持在要求的范围内, 发电机的电动势将要降低, 因而使电力系统功率减小, 运行角度增大, 对系统稳定运行不利。为改善这种情况, 应在线路上并联电抗器吸收线路电容所产生的无功功率, 使发电机的电动势大大提高, 运行功角减小, 系统稳定性得到提高。

电力系统电压稳定及控制研究 篇9

关键词：电力系统,电压稳定,控制

电力系统电压失稳会导致大面积停电事故的发生, 从而造成了巨大的经济损失和严重的社会生产生活影响, 因此, 一直以来就得到了广大电力工作者的重视和关注。对电力系统电压稳定的专业研究可以追溯到20世纪七八十年代, 起初的研究主要集中于静态电压稳定方面, 随着研究的不断深入, 逐步从动态视角来研究电压稳定问题, 它与电力系统稳态以及系统中各元件的动态特性等都有密切的关系, 电压控制、无功补偿与管理、继电保护控制中心操作、功角 (同步) 稳定等都将对电力系统的电压稳定产生直接的影响。目前, 随着经济的发展, 电力需求的不断增加, 电力系统已经走向了大电网、超高压、大机组、重负荷、远距离输电时代, 这就不可避免会给电力系统电压的稳定性带来新的挑战, 因此有必要对电力系统电压的稳定及控制进行研究, 以保证电力系统的安全稳定运行。

1 电力系统电压稳定的形式

电力系统的电压稳定性是指从给定的初始运行条件出发, 遭受扰动后电力系统在所有母线上保持稳定电压的能力。它依赖于电力系统中保持或恢复负荷需求和负荷供给平衡的能力。可能发生的失稳表现为一些母线上的电压下降或升高。在发生电压失稳时, 可能导致的后果包括系统中负荷的丧失、传输线路的跳闸、因元件保护动作导致系统的级联停电、因停电或不满足励磁电流限制的运行条件导致一些发电机失去同步等。根据相关文献可以把电力系统电压稳定的形式分以下四类。

(1) 动态稳定。系统用线性微分方程描述, 计及元件动态及调节器的动态作用, 判别系统在小扰动下的电压稳定性。 (2) 静态稳定。对动态系统作进一步简化, 即假定发电机在理想的调节下, 负荷用静态电压特性表示, 从而使系统可以用代数方程描述时, 判断系统在平衡点处的电压稳定性。研究系统静态电压稳定的主要作用是确定系统正常运行和事故后运行方式下的电压静稳定储备情况。 (3) 暂态稳定。系统用非线性微分方程描述, 计及元件的动态特性及调节器的动态作用, 暂态稳定可以用来判别系统在大扰动下的电压稳定性。 (4) 电压崩溃。系统在遭受扰动 (大干扰或小扰动) 作用下, 系统内无功功率平衡状态遭到破坏, 依靠调节器和控制器的作用, 仍不能使的功率平衡得到恢复, 从而导致局部或者整个系统中各节点电压急剧下降的物理过程。

2 电力系统电压稳定分析方法

对电力系统电压稳定性的分析, 是预防和控制其稳定性的重要前提, 就目前研究现状来看, 针对电力系统电压稳定的形式主要有静态电压稳定分析和动态电压稳定分析这两类方法。

2.1 静态电压稳定分析方法

静态电压稳定分析方法主要有灵敏度分析法、潮流多解法、最大功率法奇异值分解 (特征值分析) 、法崩溃点法这几种。这些方法都是静态电压稳定分析中较多采用的方法, 其共同点是基于潮流方程或经过修改的潮流方程, 在当前运行点处线性化后进行分析计算, 本质上都把电力网络的潮流极限作为静态电压稳定的临界点, 所不同之处在于所采用的求取临界点的方法以及使用极限运行状态下的不同特征作为电压崩溃的判据。静态方法的优点是将一个复杂的微分方程解的性态研究看成是简单的非线性代数方程实数解的存在性研究, 其缺点是不能反映各元件的动态特性, 且将电力系统的潮流极限作为小干扰电压稳定的极限点, 而这仅是电压稳定的必要条件而非充分条件, 因而其结果大多是乐观的。

2.2 动态电压稳定分析方法

动态电压稳定根据扰动的大小分为小扰动稳定和大扰动稳定;根据响应时间的长短, 包括暂态稳定、中期稳定和长期稳定, 在分析方法方面主要有小扰动稳定分析和大干扰稳定分析。

小扰动电压稳定分析方法是基于系统的微分一代数方程扰动分析是严格意义上的Lyapunov稳定分析。由于电力系统中各种动态元件的时间常数或动作整定时间大小不同, 且动态元件对不同分析对象的电气距离也应不同, 因此各种动态元件对电压稳定的影响也不同, 故针对不同扰动, 其关键是建立快速精确的小扰动电压稳定分析模型和如何简化计算系统的线性化状态方程系数矩阵的全部特征值是小扰动电压稳定研究的重点。

大扰动电压稳定分析又分为时域仿真法及暂态电压稳定分析。电力系统始终处于发电和用电的动态平衡, 当系统遭受大扰动时就必须采用时域仿真法对电压稳定性进行研究。时域仿真法采用数值分析方法进行研究, 得到电压及一些变量随时间变化的曲线。该方法具有

较高的建模精度和分析结果, 并且其分析结果具有较高的可解释性, 可以清晰地发现导致电压失稳或电压崩溃的时间序列, 从而为找到正确的控制措施提供依据。暂态电压稳定的物理意义是系统是否有能力抑制各种扰动而出现的各种电压偏移, 维持系统的负荷电压水平, 它反映几秒内的电压失稳。暂态电压稳定涉及到一些快速元件的动作响应, 如同步发电机及其自动电压调节器AVR的响应、调速器的响应、高压直流元件和静态无功补偿SVC等相关元件的响应等。当电压失稳的过程可能持续很长时间时, 必须进行中长期的电压稳定研究。在中长期电压稳定分析时必须考虑到一些响应慢的动态元件的动作特性, 如有载调压变压器分接头的持续动作、发电机励磁限制、负荷的恢复特性、AGC、SVC、继电保护、自动重合闸以及各种预防校正控制的动作等因素。毫无疑问, 利用时域仿真是中长期电压稳定分析的一个有效方法。在进行仿真时, 一般都基于“准静态”假设。另外, 在中长期电压稳定仿真过程中可结合一些静态电压稳定分析方法。

3 电力系统电压稳定控制

控制电压稳定的措施可分三类:预防措施、校正措施和紧急措施。预防措施是在规划阶段考虑的, 主要研究系统的无功规划问题, 包括确定无功补偿容量和无功补偿设备的运行方式等。校正措施是在系统运行阶段实时执行的, 其作用是防止电压失稳初始状态的出现。这类措施主要依赖于系统的电压/无功调整。即系统中投运的电压/无功调整设备可控参数的重新设置。紧急措施则是在系统电压失稳过程已经开始、校正措施已无法阻止电压失稳的进一步发展, 为避免电压崩溃而采取的措施, 如切负荷。电力系统正常运行时, 应保证有一定的电压稳定裕度, 可以通过保持发电机额定功率因数、提高负荷功率因数、合理安排系统中的无功分布等措施来实现, 通过为校正措施。在电力系统出现故障等特殊情况下, 当电压稳定裕度不足甚至趋于电压崩溃时, 需要采取相应的控制手段保证系统的电压稳定性, 即所谓的紧急措施。下面给出电力系统中几种常用的电压稳定控制措施。

3.1 无功补偿

常用的电力系统无功补偿包括并联电容器组, SVC, STATCOM等。

(1) 机械投切的并联电容器。电容器的过度使用在特定的扰动下会恶化无功功率的不平衡, 是电压崩溃的一个诱因。由于并联电容器的无功出力与端电压的平方成正比, 当扰动后电压下降很大时, 会导致电容器的无功出力大幅度降低, 不利于电压的恢复。因而, 采用并联投切电容器组进行无功补偿, 在紧急情况下其作用有限。

(2) SVC和STATCOM。这是目前电压稳定研究中, 采用的最多的动态无功补偿设备, 大量文献的研究结果表明, 这些设备的使用可以有效提高系统的电压稳定性。在SVC结构中, 滤波电路用来滤除高次谐波, 其对于基波呈容性。SVC可以设计成对称或不对称方式运行 (指容性和感性调节容量) , 而STATCOM总是以对称方式运行。SVC和STATCOM的主要区别在于超过其控制范围后的特性, 这时的SVC和STATCOM分别相当于一个并联电容和一个恒流源。

3.2 变压器分接头的紧急控制

OLTC的主要作用是在正常运行时调节负荷母线的电压, 使其在允许范围内。分接头动作一般不利于电压稳定, 在系统紧急状况下, OLTC和发电机过励限制器 (OEL) 等慢动态装置的相互作用可能引起电压失稳, 这种情况在负载为电压敏感负荷时尤为明显。但在有些情况下, 分接头动作有利于增强电压稳定性, 如:在恒功率负荷或感应电动机负荷以及存在感应风力发电机的情况下, 因为对于恒功率负荷, 配电网电压升高会降低网络中的有功功率和无功功率损耗, 而对于感应电动机和感应发电机, 其无功功率—电压特性为负的斜坡特性, 即电压升高时, 吸收的无功功率会减小。分接头的紧急控制措施包括分接头调节闭锁和分接头逆调节, 即把控制母线由配电侧转为输电侧。分接头的逆调节在紧急情况下可以暂时停止或延缓电压下降导致电压崩溃的趋势。

3.3 发电计划重新安排

该控制措施属于短期运行计划的范围, 其优点是控制作用可以在现有设备的基础上进行, 无需增加新设备。在最优潮流和经济调度中, 通常会考虑功角稳定的要求。与此类似, 如果在最优潮流中考虑电压稳定的要求, 达到电力系统安全性与经济性的平衡, 则可以在一定程度上缓解电压稳定的压力。

3.4 切负荷

当其他控制措施都无法阻止系统趋向电压失稳时, 切负荷是制止电压崩溃的最后手段, 它是保证电力系统继续安全运行的最后防线。因此在电力系统中需要有能阻止电压崩溃的自动装置, 低电压自动减载装置就是专门针对电压稳定问题提出的。

4 结语

电压稳定问题作为电力系统稳定性研究的一个重要方面, 对系统的运行具有很重要的影响。文章对电力系统电压稳定领域的若干问题进行了研究, 特别是对电力系统电压稳定的分析方法和控制方法的阐述可为相关工作者的工作实践提供参考, 以保证电力系统的稳定运行。

参考文献

[1]徐冰.电力系统电压稳定与二级电压控制的研究[D].东北大学, 2008.

[2]孙德俭.电力系统电压稳定研究[D].山东大学, 2008.

提高电力系统稳定性技术研究 篇10

随着社会的快速发展, 以及我国电力体制不断改革与深化, 电力企业为保障自身发展速度, 在实际运行当中充分运用了稳定性技术, 从而也导致更多安全隐患的出现, 为了改善现状, 我们必须采取有效措施充分提高电力系统的稳定性技术, 为电力企业的发展创造条件。本文将对电力系统稳定性技术进行研究, 分别从:提高电力系统稳定性的重要意义、电力系统运行现状分析、提高电力系统稳定性技术的有效策略。三个部分来进行阐述。

1 提高电力系统稳定性的内涵

电力系统稳定实质上就是一种电力系统特性, 它能够保证电力在正常运行条件下处于一种平衡状态, 它对于电力企业的生产作业具有重要作用, 一旦电力系统缺失了稳定便很难保证电力系统的正常运行, 电力系统稳定性的缺失会为电力系统系统带来很多故障, 如:系统瓦解、停电等等。随着我国信息技术的不断发展, 各种电子技术已经十分普遍, 它们应经渗透到人们的日常生产生活中, 如果电力系统稳定性被破坏, 将会带来多难以想象的损失。

2 电力系统稳定性的作用及要求

2.1 电力系统稳定性的作用

(1) 对于企业的调配与服务有优化作用。之所以说电力系统稳定性的提供对企业的调配与服务功能有一定程度的优化作用, 是因为相关人员在电力系统应用中, 可以根据具体运行情况来开展工作, 根据不同类型的电力设备特点, 来实现设备利用的最优化, 为电力企业工作效率的提升做好准备。相关人员可以全面掌握设备的利用情况, 以此来对设备进行合理而科学的配置, 实现设备的高效率运行, 从而还能降低企业成本的使用率。对于传统电力技术而言, 稳定性技术式是一个大胆创新, 相关人员在实际作业中可以利用该技术实现对电力设备的协调配置。

(2) 有利于促进电力企业的高效发展。电力系统稳定性对电力企业的经济效益具有促进作业。众所周知, 电对于人们的生活是何等重要, 可以说生活处处都需要电。一旦电力系统稳定性受到冲击, 便会发生大面积停电的安全事故, 这种现状会导致电力系统的运行受到干扰, 对企业的生产, 人们的生活都起到了很大的影响。电力系统稳定性技术则可以在这种情况下, 对相关干扰进行及时排除, 保障用户的正常用电。

2.2 电力系统稳定性的要求

电力系统稳定性要求电网结构与设备的选用必须科学合理, 供电可靠性必须相对较高, 工作人员的技术也必须相对过硬, 以此来保证电力系统的正常运行, 其中, 工作人员的技术具有关键作用, 他们必须在实际操作前, 做好相关准备, 采取有效措施来应对突发故障。

3 提高电力系统稳定性技术的有效策略

(1) 充分降低变压器的电抗。变压器对于电力系统而言会起到至关重要的作用, 我们必须充分降低变压器的电抗, 大力提高电力系统的稳定性。自耦变压器具有价格低廉、使用方便的特点, 在当前电力系统中的使用频率相对频繁, 我们在实际运用时必须小心谨慎, 以防发生电流短路等情况; (2) 充分运用励磁系统。励磁系统对于电力系统的稳定性有一定促进作用, 励磁系统作用于电力运行时能够充分提高电压稳定以及提高暂态稳定性。暂态稳定性的提高可以从加快故障切除时间、增大减速面积、减小加速面积、提高电压相应比等方式来着手, 从而达到提高暂态稳定性的最终目的; (3) 对重点的控制要加强。在电力系统管理的应用中, 管理人员占据主动权, 因此对于管理要开展科学化, 加强对重点的控制以及对创新意识的提升, 明确重点成本, 针对各种情况的产生采取针对性的解决措施; (4) 加强员工素质的培训。电力系统的运行工作对于员工的综合能力有着较高的要求, 不仅需要技能知识还需要丰富的操作经验, 因此, 为了实现这个目标, 企业管理层应该加强对员工素质的培训, 减少操作失误, 提高工作效率, 促进电力企业的全面发展; (5) 加强安全管理创新。安全保障的确认对于电力系统工作运行来说是至关重要的, 众所周知, 电力系统组成是复杂的, 而且这些组成部分间的关系是互相影响, 相互依赖的, 片面强调管理人员的熟练度远远不够, 因此应该建立一个全新的安全意识, 将人与科技的因素结合起来, 一方面充分利用科学技术, 另一方面要求管理人员严格落实责任, 将二者结合起来, 实现电力系统安全的管理理念; (6) 实现工作环境标准化。在注重电力系统工作效率的同时, 还应该对于工作环境有一定的要求与标准, 一个好的工作环境有利于帮助员工尽快投入到工作中去, 同时还应该对于员工的操作方式进行一定规范, 保障电力设备的正常使用, 为系统的运行打好基础; (7) 对电力设备定期检修。对于电力企业来说, 电力设备的检修与保养是一个关键点。在部分电力企业实践作业中, 设备检修依然是采用的传统方法:“上级传达, 下级执行”的模式进行, 而这种传统检修法的弊端是:工作重复而单调, 而且依赖于管理人员的责任心, 对于安全没有丝毫保障; (8) 充分改善开关设备特性为提高电力系统的稳定性, 我们必须对开关设备的特性进行改善, 将引起短路故障的原因找出, 从而提高故障切除速度, 同时也减小了加速面积, 对于电力系统的稳定性具有促进作用。

4 结束语

时代的发展为企业发展创造了良好机遇, 同时也给予了挑战, 在电力使用频率越来越高的今天, 很多电力企业开始意识到电力稳定性技术的重要性, 为了真正实现为人民服务, 为社会服务, 电力企业必须充分提高稳定性技术, 通过降低变压器的电抗、励磁系统的运用、员工技术水平的培养, 以及对电力设备进行定期维修与检测, 并对检测技术进行创新, 等等这些措施的应用都能有效提高电力系统稳定性技术, 然而, 我们在实际操作时必须要根据电网的情况来具体实施, 充分保障其安全性。

参考文献

[1]张振川, 盛四清.如何提高电力系统运行稳定性[J].科技资讯, 2011 (19) :158.

[2]黎俊.提高电力系统静态稳定性的措施研究[J].技术与市场, 2011 (10) :81.

[3]浦挺.电力系统稳定性分析研究[J].科技资讯, 2011 (34) :111.

[4]胡爽, 王海东, 陈刚.提高电力系统稳定性的措施[J].黑龙江科技信息, 2010 (02) :33.

电力系统稳定研究 篇11

【关键词】电力系统；继电保护；不稳定性

1.引言

电力系统的有序运转是一项复杂性的工程，过程中涉及诸多因素。因此，来自内外部任何因子的变化和异常，都有可能出现线路故障，带来各类型短路，以及两相接地和三相接地，影响正常运作，导致系统瘫痪。其中，最常见的系统异常状态主要体现在：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等[1]。关于电力系统继电保护不稳定的分析，是对于整个系统的故障和异常运作的预警性调控，及时发现运作中潜藏危险因子，便于快速排除故障，消除异常状况的一种重要的自动化电力技术手段。

2.继电保护系统不稳定性表现

继电保护系统是一个高精密度的运作系统，其自身有着独特的稳定性特征，如果出现故障，将会影响其稳定性，主要体现为以下三个方面：

1）缺乏灵敏性。主要表现为：一旦电力系统出现任何微弱问题和故障，继电保护装置度不能够第一时间检测，也无法自动切断相关运行程序。

2）缺乏速度性。主要表现为：电力系统出现故障后，继电保护装置不能够迅速定位，无法检测到电力系统发生故障的位点并及时解决。

3）缺乏选择性。主要表现为：当电力系统出现故障时，继电保护装置度不能够采取隔离故障措施，无法确保系统的其他部位稳定运行。

3.继电保护系统不稳定性的影响因素

1）人为因素。查阅现有的因继电保护出现不稳定致使事故的调查记录中，我们可以发现目前几乎有一半以上的事故原因属于人为因素。分析下来主要是由于工作人员缺乏相应的专业技能，在检修和接线等操作上出现错误，导致事故频发[2]。

2）管理因素。继电保护系统的管理维护，需要密切联系各电路区域的特征，根据实际情况进行制定。方法上要邀请电力学专家来进行指导，同时进行深度实地考察，在充分的论据的支撑下，研究并制定维护继电保护系统稳定性的方案。如果缺乏科学的指导，管理系统的不完善，整个继电保护系统稳定性能是无法得到保障的。

3）环境因素。外在高温或低温环境条件，都会对继电保护系统的稳定性产生较大影响。如果外界温度较高，将会导致继电保护原件表皮会出现融化；倘若外界温度较低，又将会导致密封化合物的泄露，使得元器件整体性能迅速下降，从而对继电保护系统稳定性构成不利影响。

4）继电保护系统设备因素。继电保护系统设备通常由四个主要构成部分组成：主机保护，后备保护，辅助保护，异常运行保护。在整个继电保护系统中，这四部分相辅相成，密切协作，共同维护系统的正常有序运行。关于这四大保护构件装置，从结构和功能上来看，它们都有着各自相应的性能和特质，在运行系统中，四大部件彼此依存，同时又保持各自独立，完成了整体和部分的集中和分散功能。这样的功能状态也是维持系统稳定性的一个重要保障。倘若由于各种突发状况下带来的激烈冲击，持续振动，则必然性地导致装置内多项电子元件的损坏和失灵，由于元件的变形，弯曲，锻炼等，致使继电保护系统稳定性能被破坏，影响整个系统的有序运行[3]。

5）电磁干扰因素。随着世界电子信息科学技术的迅速发展和不断突破，整个电力系统继电保护装置也在不断更新和完善，性能上也更具整体性和完备性，稳定性系数也较高。其中，最为突出的就是将微机保护装置植入继电保护系统，通过这项技术的运用，大幅度提升了整个系统的稳定性能和安全效用。虽然一定程度上，微机保护装置的植入，带来了较好的优势应用，但这其中也存在一定的问题，即为微机保护装置应用中所采用到的主要技术为微电子技术，在整个工作运行过程中不可避免地会出现电磁感性效应的问题，而电磁感应会对系统产生波动干扰，影响继电保护装置的稳定性能。此外，在电能输送的过程中，也会因电磁感性效应产生一定的干扰影响，由于辐射出的电磁波较多，对继电保护裝置的运行产生干扰，影响其稳定性。因此，针对这些问题的解决方案就是设置一个大型电容屏蔽器，过滤到整个系统中的电磁干扰源，保证继电保护装置的高效稳定运行。

4.提高继电保护稳定性的措施

继电保护装置稳定性的管理维护是一项重要而又艰巨的系统化任务。它在整个电力系统的维护中占据核心位置，所以提高继电保护装置稳定性，制定完善的提升措施，是整个系统良性运转的重要关键。继电保护装置稳定性受到了人为因素，管理因素，环境因素，继电保护系统设备因素，电磁干扰因素等影响，整个过程具有复杂性。因此，秉承防范未然的思想观念，制定科学合理的安全保护措施及相关事故管理条例，对于系统的有序化管理具有重要价值意义[4]。

1）完善技术团队管理。继电保护装置的管理维护必须要由专业化的管理队伍来实施完成。现行的管理体制中，应当成立专业化的继电保护装置管理技术小组，并对其进行针对性的培训和指导。专业化队伍的建设应当是根据各线路区域的实际情况和需求以及员工的专业属性来划分相应的岗位职责，调整电力，维修，养护等专业队伍，实现人尽其才，建立专业化素质人才。继电保护的工作人员不论是在安装、调试还是在具体运行维护工作当中，都应该严格按照相关技术规程与流程操作。

2）强化继电保护装置质量监管。继电保护装置内部元器件的质量保证，是继电保护稳定性的重要保障。所以，必须对其元器件的性能上进行严格监管和把控，通过正确的使用方法和养护措施，使其寿命周期和报废率都得到较好的延长和控制。因此，继电保护装置质量监管需要做到几下几个方面：（1）要对继电保护装置的厂家的生产许可证和质量证书进行检验；（2）审核法定检测单位对厂家出具的相关性能测试报告；（3）继电保护装置进入应用时，必须进行随机样本的抽查检测。

3）优化电路设计。由于微机保护装置植入继电保护系统，带来了相应的电磁效应，该效应会对电力系统产生干扰，影响继电保护系统的稳定性。对于这一问题的解决方案便是优化电路设计，通过噪声电路的设计，来消除和抑制继电保护系统内部干扰源。关于噪声电路的设计，需要遵循一定的规范准则，尽量采用密集度较高的网状布线结构，材料上采用型号短粗的电线。由于不可避免地会出现瞬间切断电路，造成大电流的瞬时击穿现象，所以在设计时必须要有配备高频电容的位置，此外继电保护装置要与高压线路隔离[5]。

5.结束语

继电保护系统是国家电网安全化建设的重要保护性屏障，对电力系统的良性有序运行起着决定性作用。因此，开展对继电保护系统性能的稳定性能的研究，价值和意义均是重大的。我国的电力企业，需要对此进行制度化的管理，科学化的设计，法制化的规范，从根本上确保我国电网事业的长足发展。

参考文献

[1]赵凯.继电保护和安全自动装置技术规程[J].中国电力教育，2013（4）：19.

[2]李响.电力系统可靠性评估[J].电力系统自动化，2012（3）：22.

[3]张琦.电力系统安全防御措施综述[J].电力科技，2012（8）：9-11.

[4]彭爱慧，赵剑涛.浅议综合自动化变电站的安全运行[J].科技创新导报，2014（1）：27.

电力系统稳定研究 篇12

面对这一严峻现实, 电力网络行业的科技人员, 还在竭尽全力地对该领域安全保障方式不断进行更深层次的技术探讨, 争取在学术研究上做出新的创新, 技术上有新的拓展和提高。

本着紧密配合电力负荷不断迅猛增加的需求态势, 我们国家现时正在搞国际顶级电压、装置水平最高的交流、直流组合电力网络。在此情况下, 设置安全稳妥的电力网络总体防御机制, 探讨可以高效的避免大范围断电可能性的科技措施, 有效保障我们国家电力网络安全平稳工作, 是我们国家电力领域提高效能所亟待解决的重要前沿课题。

在此, 就电力网络安全保证机制和平稳管控机制两项内容, 推出了电力网络整体安全防御机制构架, 以便给予电力领域安全平稳工作研究以学术资料帮助。

1 电力网络安全平稳整体防御机制

就电力网络设计和营运来说, 安全一直是不可动摇的主导课题, 电力领域编制安排及协调营运, 始终要把它对安全需求要素, 不容置疑地放在第一重要位置, 真真切切做到电力网络的本质安全和平稳工作。本着防止电力网络出现大范围断电情况的目的, 一定要设置稳固的电力网络整体安全防御机制, 对电力网络进行安全防御是一类复杂多面性课题, 关系到输电网络组成、自动化调控、营运模式安排、安全平稳保障措施、大范围断电致因抑制和排除机构等项内容, 属于一套综合繁琐的庞大工程。

就大体情况而言, 电力网络安全平稳整体防御机制由两部分构成, 及电力网络受干扰前的安全保证机制及被干扰后的安全平稳调控机制。就普通的安全观念 (比如汽车驾驶的交通安全和网络信息的运行安全等) 而言, 就要在主动预防、调控及被动应对、转化两个侧面去组成电力网络安全平稳运行整体防御机制。

针对电力网络来说, 主动的安全即指电力网络被波及前的安全保证机制, 属于一类主观能动性的预防电力网络出现意外事故的安全保证机制, 主要内容包括:增强电力网络安全性能和可管控性能的手段;被动安全所指内容是电力网络被外界波及干扰后, 能最大限度的维持电网平稳工作, 而不产生大范围断电情况的安全平稳调控机制, 也就是维持电力网络被干扰波及后, 仍具备安全性能和稳定性能的手段, 同时还是通常所指的电力网络安全平稳运行的第三条防护战线。

电力网络安全保证机制包含三条防护战线, 就是电力网络安全保证三条防护战线:第一条, 稳固的电网构造, 夯实了电力网络安全的雄厚基础;第二条, 顶级水平的自控装置, 巩固了电力网络安全工作性;第三条, 安全可靠的营运模式确保电力网络工作在安全状态。

电力网络平稳调控机制基本内容包含通常所指的安全平稳三条防护战线是 (如图1) 。

第一条, 迅速撤出病态元件, 避免异常情况扩大;第二条, 运用牢固调控手段, 避免网络脱离平衡状态;第三条, 网络受干扰发生波动后, 能自动抑制住蔓延而不产生大范围断电的混乱局面。

电力网络的安全平稳总体防御机制, 需要由网络安全保证机制和网络安全平稳调控机制两个层面给与确认, 当巩固通常所指的电力网络平稳三条防线的时候, 也要改善电力网络主动安全效能, 建立电力网络安全保证机制的三条防护战线。

2 电力网络安全保证机制三条防护战线

2.1 稳固的电网构造, 夯实电力网络安全的雄厚基础

稳定的电网构架是电力网络安全的物质条件, 还是电力网络安全保证机制的第一条防护战线。

事实足以说明, 电网编制一定要顾及电力网络安全平稳工作的需求。倘若电网编制没有考虑安全限制要素, 尤其是电网组成不符合要求, 那就可能给电力网络安全平稳营运埋下可怕的隐患。

稳定的电网构造是基于满足稳定工作和检修营运模式下的输送电及用电要求, 落实《电力网络安全平稳主导原则》

要求的承载异常波动功能及机动多样的适应能力, 以及主要干线输送电力网络所需拥有的组成构造、负荷量和随机性功能。稳固的电网构造, 是实现电力网络安全平稳工作的物质基石。当电网编制安排时, 需要从整体布局出发, 总体考量网络所具备的特殊性, 通过周密论证, 全盘安排, 科学排布, 侧重主要干线电力网络。

尤其是伴着我们国家特级高压交流直流混合交联的电力网络的日趋成型, 电力网络结构越来越繁杂, 给电力网络编制安排工作发起了更高层次的挑战。本着使电力网络架构符合先进科技水平要求的目标, 有必要构建电力网络编制规程理论, 探讨交流直流电力网络的科学建设布局, 编纂交直流馈进接受端电力网络安全, 在学术上处理交直流平衡发展、接受端电网恰当接受电容量矛盾, 科学评判电力网络经济收益及综合效能, 从编制安排方面增强电网的输送电能力, 和大幅度接受新能源的功能, 完善电力网络编制纲要和技术标准, 为组建稳固特级高压交流直流混合电力网络配套学术和工艺技术支持。

2.2 顶级的先进自控网络服务于电力网络安全营运水平提高

电力网络属于一套繁杂的非线性质动态大装置, 它的自控功能部分是电脑安全保证机制的第二条防卫战线。

尽管电网构造十分坚固是有利条件, 但当具体电力网络建设时, 很可能被当时具体的工艺安排、财力、地域条件等情况所限制, 绝没有希望只凭牢固的电网构造就可以使电力网络运行万无一失。

当电力网络构造已经选好时, 更高程度地加固电力网络主动安全的防护战线的任务就落在电力网络的自控装置上了。

电力网络中第一关键的动态部件就是风电机组合装备, 它的调控工艺已做了深层次探讨, 其非线性的优化调控工艺和电力网络较大幅度阻尼调控工艺水平得到了很大提高。总之, 各类部件和装置的优良自控功能, 为抑制事故发生和蔓延起到不可或缺的关键作用。

2.3 安全的营运模式选择有利于电力网络工作安全可靠

当电力网络构造和自控性能装备已经确定时, 确保电力网络工作在安全状态下的营运模式的安排与协调就构成电力网络安全保证机制的第三条防护战线, 也属于主动安全的最终一条防护战线。电力网络营运模式的整体安排, 基本上是靠各层协调单位的单年营运模式运算考量而定。然而, 当平日进行协调工作时, 还需要凭借电力网络协调自动化装置、在线安全预告警示及辅助评判组合装置, 来调控电力网络运行模式改变, 并依据指导规则要求的安全平稳三级指标的内容, 及时做预防性调控, 确保电力网络稳定工作在安全状态。

故此, 应更大程度地增长电网协调指挥营运在线安全考量能力和营运掌控水平, 提高电网营运在线推断和辅助判断帮助能力, 为了工作模式的改善给予判断服务, 真正使电力网络营运在稳定可靠状态下。

3 电力网络平稳调控三条防护战线

3.1 迅速撤换异常部件, 避免故障蔓延

电力网络平稳调控机制的第一条防护战线是迅即撤换异常部件, 避免事故蔓延。它基本上是由具有较佳品质的机电联锁保护机构组成, 必须达到迅速、准确、稳妥的撤出异常元件, 把异常情况的干扰程度降到最低, 确实避免异常情况蔓延。

要圆满地实现上述内容, 一定要保证继电联锁保护装置及断路机构稳妥恰当配合动作, 因此必须提高二次装置管控水平, 消除隐埋异常情况, 充分保障每个装置机构在任一条件下都能执行命令动作, 而不可能产生时误动作、拒绝执行动作的情况, 切实避免异常情况蔓延。

3.2 运用平稳调控手段, 确保电网平稳工作

电力网络平稳调控机制的第二条防护战线是运用关健的断机、去负载、脱离排列、直流整合等相关安全平稳调控手段, 避免网络脱离平衡。

当异常情况干扰产生时, 靠第一防护战线的恰当撤出异常元件的过程得以维持稳定, 然而当异常情况相当严重时, 存在引发电力网络脱离平衡的机会;或者因为第一条防护战线, 在需要时没能发挥好应有功能, 导致异常情况事态蔓延, 而使电网脱离正常工作状态, 它是为实现此种情况下仍能维持平稳营运而应用的手段, 也就是安全保障范畴的第二条防护战线, 其基本由安全平稳调控机构组成, 其可以靠精确、稳妥的切换过程来完成, 进而保持网络装置合理工作、排除大面积停电的可能性。

4 结束语

本文从电力网络安全保证机制和稳定调控机制两个阶段, 推出力电力网络平稳总体防御机制的构架, 前者由稳定的电网构造、顶级水平的自控装置及俺全靠的运行模式三层防护编制组成, 后者由迅速撤换异常部件、维持网络平稳营运及杜绝产生大范围断电三层防护编制组成。现实情况下, 必须率先运用信息、运算、和调控范畴的顶级水平技术和装置, 设置最佳的自控机构及科学恰当营运模式, 共同应对新时代、高难度的任务挑战。

摘要：电力领域安全平稳整体保护摘机制的构架, 是自普通安全观念要出发的, 并且由电力网络安全保证机制及电力网络平稳管控机制所组成。电力领域安全保证机制也就是所说的主动安全机制, 它是指增强电力网络安全性能及能够控制性能的方法;电力网络平稳管控机制也就是行业所说的从动安全机制, 它是代表能保障电力网络承受波动时, 仍然具备安全性及稳定性的手段。电力网络安全保证机制有三组防护程序组成, 前一组防护程序是指稳固的电网架构, 它是保障电网安全的坚强堡垒;第二组防护程序是指最高水平的自控机制, 能改善电力网络的安全工作状态;第三组防护程序是指安全可靠的运作模式。靠这些先进装备和恰当手段能够确保电力网络工作安全, 以及使其在各种异常条件下, 仍能平稳运行并把干扰所影响的范围压缩到最小。

关键词：电力网络,安全防御,主动安全,被动安全,三组防护机制

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.全国电网典型事故分析 (1988-1998) [M].北京:中国电力出版社, 2000:1-85.

[2]国家电力调度通信中心.电网典型事故分析 (1999-2007) [M].北京:中国电力出版社, 2009:1-98.