很多电工伙伴理论上分不清电力系统静态稳定、动态稳定和暂态稳定的区别。下面小编从以下几个方面简单介绍一下电力系统的稳定性。
一、电力系统稳定性分类。
电力系统稳定性可分为静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性。
(1)电力系统静态稳定性是指在受到小干扰后,能够自动恢复到初始运行状态而不出现非周期性失步的能力。
(2)电力系统暂态稳定是指在电力系统受到严重干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复的稳定运行状态的能力,通常是指第一次或第二次摆而不失去同步。
(3)电力系统的动态稳定是指系统受到扰动后,不产生幅值增大的振荡,不同步。
长距离输电线路的传输容量受到这三种稳定容量的限制,是有限度的。不能等于或超过静态稳定极限、暂态稳定极限和动态稳定极限。在我国,由于电网结构薄弱,暂态稳定问题突出,该线路的输电能力小于国外。
二、静态稳定、暂态稳定和动态稳定的区别。
(1)性质不同:静态稳定是与电网并联的同步发电机,当电网或原动机受到轻微扰动时,其运行状态会发生变化。动态稳定是电力系统功角稳定的另一种形式,通常是指电力系统受到扰动后不存在发散振荡或连续振荡。暂态稳定是电力系统的暂态稳定。
(2)不同特点:暂态稳定是指在电力系统受到严重干扰后,各台发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复原来稳定运行状态的能力。动态稳定性是电力系统功角稳定性的另一种形式。稳定架空输电线路风摆等引起的线间距微小变化。
(3)不同影响:电力系统静态稳定是指电力系统在受到小扰动后,会自动恢复到初始运行状态和能力,不会出现自发振荡和异步失步。大扰动动态稳定是一个动态稳定过程,其中扰动很大,系统必须用非线性方程描述。对于严重的单一故障,即三相短路故障,扰动后仍要求保持系统稳定,但允许采取各种可行的措施。
三、提高系统稳定性的基本措施。
提高系统稳定性的措施可分为两类:一是强化网格结构;二是提高系统控制的稳定性,使用保护装置。
(1)强化网格结构,提高系统稳定性。线路的传输功率与线路两端电压的乘积成正比,与线路阻抗成反比。降低线路电抗和维护电压可以提高系统稳定性。增加传输线环路的数量和采用紧凑的线路可以降低线路阻抗,而前者的成本更高。在线路上安装串联电容是降低线路阻抗的有效方法,比增加电路数量更经济。串联电容的容抗占线路电抗的百分比称为补偿度,一般在50%左右。如果过高,容易引起次同步振荡。在长线路中间安装静止无功补偿器(SVC)可以有效地维持线路中间的电压水平(相当于将长线路变为两条短线路),快速调节系统的无功功率,是提高系统稳定性的重要手段。
(2)电力系统稳定控制和保护装置。提高电力系统稳定性的控制可以包括两个方面:①在失去稳定性之前,采取措施提高系统的稳定性;②失去稳定后,采取措施恢复新的稳定运行。
四、几种主要的稳定性控制措施。
发电机励磁系统及控制:发电机励磁系统是电力系统正常运行必不可少的重要设备。同时在故障状态下能快速调整发电机端电压,促使电压和电磁功率振荡迅速消退。因此,充分发挥其提高系统稳定性的潜力是提高系统稳定性最经济的措施,在国外得到了广泛的重视。常规励磁系统采用PID调节,并加入电力系统稳定器(PSS),既能提高静态稳定性,又能抑制低频振荡,提高动态稳定性。目前国外大多采用高速晶闸管励磁系统,配有高倍率调节器和PSS装置,可同时提高静态、暂态和动态稳定性。
电制动及其控制装置:系统故障瞬间,发送端发电机输出电磁功率下降,原动机功率不变,导致功率过剩,增大发电机与系统的功率角。如果不采取措施,发电机就会失步。将制动电阻与发电机并联,在短路时刻吸收剩余功率(即电制动),是提高暂态稳定性的有效措施。
快速关阀及其控制:当系统发生故障时,另一种减少功率不平衡的措施是快速关阀,以降低发电机输入功率。通过控制汽轮机中间阀快速关阀,可以有效提高暂态稳定性。但其实施需要解决复杂的技术问题,是否采用快关措施,需要研究比较。
此外,在发送端切机,在接收端切负荷,提高了整个系统的稳定性,保证了大部分用户的持续供电。
继电保护和重合闸装置。它是提高电力系统暂态稳定性的重要而有效的措施之一。对继电保护的要求是:无故障时保护装置不会失灵,有故障时动作可靠。它的正确选择和快速排除故障,可以使电力系统尽快恢复正常运行。高压线路上的大多数故障都是瞬时短路故障。继电保护装置动作,跳闸断路器,断开线路,使线路处于无电压状态,电弧自动熄灭。绝缘恢复后,将断开的线路再次投入运行,恢复供电。断路器自动重合闸的这种措施称为自动重合闸。分为单相重合闸和三相重合闸,也是显著提高暂态稳定性的措施。
一、电力系统稳定性分类。
电力系统稳定性可分为静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性。
(1)电力系统静态稳定性是指在受到小干扰后,能够自动恢复到初始运行状态而不出现非周期性失步的能力。
(2)电力系统暂态稳定是指在电力系统受到严重干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复的稳定运行状态的能力,通常是指第一次或第二次摆而不失去同步。
(3)电力系统的动态稳定是指系统受到扰动后,不产生幅值增大的振荡,不同步。
长距离输电线路的传输容量受到这三种稳定容量的限制,是有限度的。不能等于或超过静态稳定极限、暂态稳定极限和动态稳定极限。在我国,由于电网结构薄弱,暂态稳定问题突出,该线路的输电能力小于国外。
二、静态稳定、暂态稳定和动态稳定的区别。
(1)性质不同:静态稳定是与电网并联的同步发电机,当电网或原动机受到轻微扰动时,其运行状态会发生变化。动态稳定是电力系统功角稳定的另一种形式,通常是指电力系统受到扰动后不存在发散振荡或连续振荡。暂态稳定是电力系统的暂态稳定。
(2)不同特点:暂态稳定是指在电力系统受到严重干扰后,各台发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复原来稳定运行状态的能力。动态稳定性是电力系统功角稳定性的另一种形式。稳定架空输电线路风摆等引起的线间距微小变化。
(3)不同影响:电力系统静态稳定是指电力系统在受到小扰动后,会自动恢复到初始运行状态和能力,不会出现自发振荡和异步失步。大扰动动态稳定是一个动态稳定过程,其中扰动很大,系统必须用非线性方程描述。对于严重的单一故障,即三相短路故障,扰动后仍要求保持系统稳定,但允许采取各种可行的措施。
三、提高系统稳定性的基本措施。
提高系统稳定性的措施可分为两类:一是强化网格结构;二是提高系统控制的稳定性,使用保护装置。
(1)强化网格结构,提高系统稳定性。线路的传输功率与线路两端电压的乘积成正比,与线路阻抗成反比。降低线路电抗和维护电压可以提高系统稳定性。增加传输线环路的数量和采用紧凑的线路可以降低线路阻抗,而前者的成本更高。在线路上安装串联电容是降低线路阻抗的有效方法,比增加电路数量更经济。串联电容的容抗占线路电抗的百分比称为补偿度,一般在50%左右。如果过高,容易引起次同步振荡。在长线路中间安装静止无功补偿器(SVC)可以有效地维持线路中间的电压水平(相当于将长线路变为两条短线路),快速调节系统的无功功率,是提高系统稳定性的重要手段。
(2)电力系统稳定控制和保护装置。提高电力系统稳定性的控制可以包括两个方面:①在失去稳定性之前,采取措施提高系统的稳定性;②失去稳定后,采取措施恢复新的稳定运行。
四、几种主要的稳定性控制措施。
发电机励磁系统及控制:发电机励磁系统是电力系统正常运行必不可少的重要设备。同时在故障状态下能快速调整发电机端电压,促使电压和电磁功率振荡迅速消退。因此,充分发挥其提高系统稳定性的潜力是提高系统稳定性最经济的措施,在国外得到了广泛的重视。常规励磁系统采用PID调节,并加入电力系统稳定器(PSS),既能提高静态稳定性,又能抑制低频振荡,提高动态稳定性。目前国外大多采用高速晶闸管励磁系统,配有高倍率调节器和PSS装置,可同时提高静态、暂态和动态稳定性。
电制动及其控制装置:系统故障瞬间,发送端发电机输出电磁功率下降,原动机功率不变,导致功率过剩,增大发电机与系统的功率角。如果不采取措施,发电机就会失步。将制动电阻与发电机并联,在短路时刻吸收剩余功率(即电制动),是提高暂态稳定性的有效措施。
快速关阀及其控制:当系统发生故障时,另一种减少功率不平衡的措施是快速关阀,以降低发电机输入功率。通过控制汽轮机中间阀快速关阀,可以有效提高暂态稳定性。但其实施需要解决复杂的技术问题,是否采用快关措施,需要研究比较。
此外,在发送端切机,在接收端切负荷,提高了整个系统的稳定性,保证了大部分用户的持续供电。
继电保护和重合闸装置。它是提高电力系统暂态稳定性的重要而有效的措施之一。对继电保护的要求是:无故障时保护装置不会失灵,有故障时动作可靠。它的正确选择和快速排除故障,可以使电力系统尽快恢复正常运行。高压线路上的大多数故障都是瞬时短路故障。继电保护装置动作,跳闸断路器,断开线路,使线路处于无电压状态,电弧自动熄灭。绝缘恢复后,将断开的线路再次投入运行,恢复供电。断路器自动重合闸的这种措施称为自动重合闸。分为单相重合闸和三相重合闸,也是显著提高暂态稳定性的措施。