《电力系统分析》课程教学课件（讲稿）12 电力系统运行稳定性的基本概念

第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 15-1概述 15-2功角的概念 15-3静态稳定的初步概念 15-4暂态稳定的初步概念 15-5负荷稳定的概念 15-6电压稳定性的概念 15-7发电机转子运动方程 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 1 15-1 概述 15-2 功角的概念 15-3 静态稳定的初步概念 15-4 暂态稳定的初步概念 15-5 负荷稳定的概念 15-6 电压稳定性的概念 15-7 发电机转子运动方程 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念

电磁暂态分析 假设 旋转电机的转速保持不变 重点 暂态过程中的电流、电压的变化 机电暂态分析 研究 转子机械运动规律 重点 电力系统的稳定性问题 保证电力系统稳定是电力系统运行的必要条件。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 2 电磁暂态分析 旋转电机的转速保持不变 假设 暂态过程中的电流、电压的变化 机电暂态分析 重点 研究 转子机械运动规律 电力系统的稳定性问题 重点 保证电力系统稳定是电力系统运行的必要条件

在电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂 态过程和机电暂态过程， ,电磁暂态过程主要指各元件中电场和磁场以及相应的 电压和电流的变化过程， >机电暂态过程则指由于发电机和电动机电磁转矩的变 化所引起电机转子机械运动的变化过程。 >虽然电磁暂态过程和机电暂态过程同时发生并且相互 影响，但是要对它们统一分析却十分复杂。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 3 在电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂 态过程和机电暂态过程，  电磁暂态过程主要指各元件中电场和磁场以及相应的 电压和电流的变化过程，  机电暂态过程则指由于发电机和电动机电磁转矩的变 化所引起电机转子机械运动的变化过程。  虽然电磁暂态过程和机电暂态过程同时发生并且相互 影响，但是要对它们统一分析却十分复杂

由于这两个暂态过程的变化速度实际上相差很大，在工程上 通常近似地对它们分别进行分析。例如： ,在电磁暂态过程分析中，常不计发电机和电动机的 转速变化。 >而在静态稳定性和暂态稳定性等机电暂态过程分析 中，则往往近似考虑或甚至忽略电磁暂态过程。 ,只有在分析由发电机组轴系引起的次同步谐振现 象，计算大扰动后轴系的暂态扭矩等问题中，才不 得不同时考虑电磁暂态过程和机电暂态过程。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 4  由于这两个暂态过程的变化速度实际上相差很大，在工程上 通常近似地对它们分别进行分析。例如：  在电磁暂态过程分析中，常不计发电机和电动机的 转速变化。  而在静态稳定性和暂态稳定性等机电暂态过程分析 中，则往往近似考虑或甚至忽略电磁暂态过程。  只有在分析由发电机组轴系引起的次同步谐振现 象，计算大扰动后轴系的暂态扭矩等问题中，才不 得不同时考虑电磁暂态过程和机电暂态过程

本章框架 功角 静老稳定 概念 稳定性 暂态稳定 运动方程 电压稳定 负荷稳定 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 5 本章框架 概念 功角 静态稳定 暂态稳定 电压稳定 负荷稳定 运动方程 稳定性

15-1概述—一稳定问题的提出 一、 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。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 6 15-1 概述——稳定问题的提出 一、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 ◆有利于提高系统的抗冲击能力 ◆有利于提高系统的供电质量 一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。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念 1

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 7 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。 联网的效益

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1848.6KW 1999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 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KW 5个独立省网，广东省网3033万KW 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 8 1880年7月，上海，第一台12KW机组 1949年，发电量43亿KWh ，装机容量1848.6KW 1999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 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KW 5个独立省网，广东省网3033万KW 我国电力系统发展历史

我国电力系统发展历史（电压水平) 500KV HVDC 1981年 1989年 330KV 平武线 葛上线 595KM 1064KM 1972年 220KV 刘汉线 534KM 1953年 35-110KV 松常线 369KM 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念 9

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 9 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 35-110KV 220KV 330KV 500KV HVDC ? KV 1953年 松常线 369KM 1972年 刘汉线 534KM 1981年 平武线 595KM 1989年 葛上线 1064KM 我国电力系统发展历史（电压水平）

二、电力系统稳定问题的提出 ◆ 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。 ◆手 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。 1/2/2015 电力系统分析 第十五章电力系统运行稳定性的基本概念 10

1/2/2015 电力系统分析 第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 10  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。 二、电力系统稳定问题的提出