1、 山東容弗新信息科技有限公司【容弗知道】電力系統暫態穩定1、 暫態穩定標準用來考慮大擾動對系統穩定運行的影響，是暫態穩定問題。迄今為止，各國電力系統仍然利用發生規定擾動這樣的決定性方法來判斷系統的暫態穩定性。實際發生過的系統大擾動模式多種多樣。有的由于多種異常狀態同時或相繼出現而使整個擾動模式極為復雜，而普遍地規定用于設計和生產運行系統暫態穩定性的考核的擾動方式，則極為簡單。例如。最常用的是單一的某電力元件無故障突然開斷以及因短路故障斷開等，同時認為相應的繼電保護及自動裝置動作正確。擾動可按擾動嚴重程度和出現概率分為三類：第I類，單一故障（出現概率較高的故障）：a.任何線路單相瞬時接地故障重合

2、成功；b.同級電壓的雙回或多回線和環網，任一回線單相永久故障重合不成功及無故障三相斷開不重合，任一回線三相故障斷開不重合；c.任一發電機跳閘或失磁；d.受端系統任一臺變壓器故障退出運行；e.任一大負荷突然變化；f.任一回交流聯絡線故障或無故障斷開不重合；g.直流輸電線路單極故障。第II類，單一嚴重故障（出現概率較低的故障）:a.單回線單相永久性故障重合不成功及無故障三相斷開不重合；b.任一段母線故障；c.同桿并架雙回線的異名兩相同時發生單相接地故障重合不成功，雙回線三相同時跳開；d.直流輸電線路雙極故障。第III類，多重嚴重故障（出現概率很低的故障）:a.故障時開關拒動；b.故障時繼電保護、自

3、動裝置誤動或拒動；d.自動調節裝置失靈；e.多重故障;f.失去大容量發電廠；g.其他偶然因素。這塊目前國內也越來越重視，穩定規定導則里面提到，但是具體分類沒有這么多，省級調度運行方式對這塊校核也不夠，但以后應該會有這方面的預案。校核暫態穩定，只需要按照規定的故障形態進行系統動態過程計算，當判定在擾動去除后系統可以達到新的或恢復到原來的平衡狀態，就可以認為滿足了要求，而不必再考慮其他額外的裕度。這是因為在計算過程中已隱含了足夠的安全裕度，如下（本文不涉及具體怎么計算，畢竟我們也是用BPA之類的軟件計算）：作為慣例，進行暫態穩定計算時，要求選擇在實際可能的最為不利的一系列運行方式，在最不利的地點發

4、生金屬性短路故障，按給定的故障切除時間(正常情況下總是略大于實際值)等所有不利條件的組合作為前提條件。顯然，必然較之實際情況嚴格，而具有較大的安全性。作為設計與生產運行系統的暫態穩定性校核，總是忽略短路電流中的直流分量所產生力矩的影響，進一步使短路故障形態下的校核結果偏于保守。暫穩措施目前采用的主要有切機、切負荷、解列聯絡線；電氣制動、快關氣門、直流調制等措施應用較少。2）提高系統暫態穩定水平的一次措施串補：串聯電容補償，這個之前無功那塊提到過，但是那不是主要的，其主要作用還是暫態穩定方面，至于串補如何提高暫態穩定性和增加線路輸送極限的內容，教科書上都有就不提了，近年來用的比較多的可控串補后續

5、部分再說，其他和串補相關的有以下幾點：串聯電容補償只適用于送端和受端兩端系統都比較強大的情況。此時線路阻抗占有整個聯絡阻抗的主要成份，因而對它實現串聯補償能顯著減少到系統的綜合阻抗，以取得提高送電容量的效益。但采用串聯補償也有一些特殊的問題。例如，如果采用串聯補償的補償度較大，將使傳統的作為基本保護的距離保護的正確動作發生困難，而不得不采取特殊措施;串聯電容間隙非對稱擊穿，將影響零序電流保護的正確和有效動作;串聯補償站本身和對串聯電容的保護也是特殊問題，近年來開發的氧化鋅閥片用作串聯電容的過電壓保護，不但可以減化結構，還能比較好地充分發揮串聯電容在故障切除后加強系統暫態穩定的作用;而如果在汽輪

6、發電機組的高壓配出線路上采用串聯補償，則必須研究和采取措施防止發生次同步諧振的可能性。所謂次同步諧振，即當汽輪發電機接在經串聯補償的輸電系統時，如果電系統的串聯諧振額率Fe和發電機組軸系的某一扭振頻率Fm對運行頻率(例如50Hz)接近互補的話(Fe+Fm=60Hz)，則電系統將與發電機組軸系機械系統間相互交換振蕩能量，使振蕩逐漸增大直至機組軸損壞。而對于水輪發電機組，由于水輪機的轉動慣量遠小于相聯發電機的轉動慣量，機械部分的反作用極小。因而不致發生次同步諧振問題。其他的一次措施，比如中間并聯補償、增加開關站、增設線路，但都沒有串補來的普遍。3）提高暫態穩定水平的二次自動措施實際工程中，二次措施

7、在提高暫穩水平上，更為有效?？焖偾谐收舷到y的暫態穩定問題，主要出現在電廠的配出線上。而快速切除故障，則是提高線路暫態穩定性的最有效措施，它也是其他安全自動措施得以發揮作用的前提條件。電力系統原理上，即快速切除故障，增大制動能量面積，增加系統暫態穩定性。在一般的系統情況下，加速切除故障對提高極限送電功率水平的作用。隨電網結構與電廠在系統中所處位置而異，但可以認為，它對于要求傳輸大功率的長距離線路，效果特別突出。我國電力系統的實踐說明，有的系統僅加速了電廠出口附近的短路故障切除時間，就取得了保持三相短路后的暫態穩定性:有的系統在適當地加快故障切除時間的同時，取消了原來需要的電氣制動，同樣取得了良

8、好的暫態穩定效果。對于弱受端系統（受端系統較少。聯系比較松散)，縮短輸電線路的故障切除時間、更可以獲得較大暫態穩定效益，某些情況下，你把故障切除時間從0.12S縮短到0.1s，可以代替切100MW負荷的效果。所以故障極限切除時間，也是電力系統穩定相關工程中需要關注的內容。在我國現有條件下?？赡苓_到的最快故障切除時間是多少，近端故障的切除時間將不大于0.1s，而遠端故障切除時間則為0.1s或0.12s。根據需要，還可以做到近端故障不超過0.08s。具體的故障切除時間，國網的工程要按照國家電網安全穩定技術規范里面規定的值來分析。自動重合閘自動重合閘的重要作用、不僅在于恢復因故障斷開的線路，更是在連

9、續故障情況下保持系統完整性、避免擴大事故的重要手段。1977年的第二次紐約大停電，是多回線連續故障引起的。在事故過程中，一問345kV電源線路因合閘角的整定過小(為了減少對1000MW機組的沖擊)而拒絕自動重合閘與禁止手動合閘。否則，也許這次造成重大社會損失的系統大停電事故就可能避免，事后不久。就把該合閘角改大了。自動重合閘的一些問題：1） 合理選用重合閘時間：可以顯著地提高重合于故障未消除線路上時的系統穩定性。具體分析還是和制動能量面積有關，教科書內容就不詳述。不論是單相的或三相的重合閘，當重合到故障未消除的線路上時.將顯著地減低系統的穩定水平，而采用最佳重合閘時間的單相或三相重合閘，即使重

10、合到故障未消失的線路；對系統的穩定水平將不會有較大的惡劣影響。與不進行電合閘的情況基本相近。分析結果說明，重合時間可以按最大送電功率情況考慮最佳條件整定。一般地說，傳輸重負荷時，初始角大，故障后的搖擺周期較長:而在同樣的系統結構條件下，傳輸輕負荷時，初始角較小，故障切除后的搖擺周期變短。因而在較輕的傳輸負荷情況下，滿足最佳重合時間的重合閘時間將變短。計算結果證實，即使在輕負荷時偏離最佳重合間較多，一般也無礙于系統的最終穩定。2）220kV線路的重合閘方式：220kV網絡較為緊密，一般采用三相重合閘方式，這種方式好處甚多，如重合閘裝置本身簡單可靠，繼電保護的整定配合比較方便。發生接地故障時，一側

11、先跳開后，另一側往往可能由零序電流保護相繼快速切除故障，起到部分高頻保護的作用等。實際系統中的大環網或重負荷單回線上，才宜于按需要整定單相或三相快速重合閘。在這樣特殊的電網結構與運行方式下，當線路發生單相或多相故障，如果任其斷開而不進行重合閘。系統將失去穩定。而如果線路只是短時斷開，依靠成功的快速重合閘使電網得以快速恢復原來的正常接線，則可能保持系統的暫態穩定。對于這種情況，采用重合時間滿足需要的快速重合閘，當然是合理的。但如果重合到故障尚未消除的線路上、系統失去穩定則是無疑的，這時只好依靠后備措施來中止振蕩、或者切機、切負荷等防止失去穩定。3）500kV線路的重合閘方式：由于500kV線路傳

12、輸的功率占系統容量的比重大。以及線路故障仍以單相瞬時故障占大多數，而保持這些線路安全運行的有效措施應是采用單相重合閘。和220kV線路不同，在500kV線路上采用單相重合閘必須考慮的一個重要問題是，故障點能否快速自滅弧（中性點小電抗）。切機方案保持電電力系統同步穩定性的最根本前提，在于保證線路的傳輸能力總是大于系統通過它傳輸的最大功率。所以線路發生故障引起傳輸能力不足時，必須切機，才有可能保持系統的繼續穩定運行。無論國內外系統，都已把水電廠切機作為常用的對付上述問題的一種有效手段，并早已取得成功的經驗。而火電廠切機則未見廣泛采用。發揮切機的作用，另一關鍵問題是希望在故障發生后盡快可能加速切機時

13、間，切得愈慢。效果愈差、等到其他機組已步入失穩邊緣，再切機也無濟于事了。為了加速切機時間，最好動作于動作快的機組變壓器側高壓斷路器，而不是低壓側慢動作的發電機斷路器。另外，為了快速降低火電機組的功率，快關汽門是一個好辦法。合理調整系統運行接線加強受端系統、適當分散外接電源，不但是建設一個安全穩定電網所需遵循的原則，在有條件而又需要的情況下，也不失為運行系統一種重要的穩定措施。由遠方電源送來主要電力的系統條件。這種系統運行接線的穩定問題，往往由于受端母線電壓因缺少本地電源支持，在故障后系統的功率搖擺過程中，不能保持有較高水平；更可能在搖擺過程中受端母線電壓因電壓崩潰而不斷下降，造成受端電源與外地

14、電源間失步。在運行系統中改善這種不穩定現象的辦法之一是，將受端系統中的停運機組改調相機運行，以增大受端母線短路電流水平，從而使受端母線能在搖擺過程保持較高電壓。而更為有效的措施則是盡可能設法將遠方電源分開，讓這些電源支路直到受端系統母線處才并聯運行。這樣，當任一送電支路發生故障，其他的電源支路，都將作為受端系統電源對受端母線電壓提供支持，保證受端電壓得以處于較高水平，從而顯著地提高系統的穩定性。切集中負荷切集中負菏，可以提高系統運行頻率，可以減輕某些電源線路的過負荷、可以提高受端電壓水平，因而都有利于系統的安全穩定運行。但是集中切負荷對用戶的影響太大，而且由于遠方控制可能帶來的誤操作，更加劇了它的副作用，因而使用時要慎重。減少和避免誤切負荷的可行辦法之一，是增加被切負荷的某種參量(例如電壓降低)的就地判別監控，只有當本地的判別元件動作而又收到遙切命令時才執行。快速勵磁快速勵磁一直是一種提高暫態穩定的常用措施。在弱傳輸系統中、在規定的故障切除時間下。快速勵磁對提高暫態穩定條件下的線路極限傳輸功率很有好處，具體效果視具體條件而定。采用快速勵磁