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電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高穩(wěn)定的基本措施

    編輯:       閱讀次數(shù):4595      發(fā)布時間:2014-12-01

1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。

(1)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性的失步,自動恢復到起始運行狀態(tài)的能力。

(2)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大干擾后,各發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的或恢得到原來穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力,通常指第一或第二擺不失步。

(3)電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到干擾后,不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。

遠距離輸電線路的輸電能力受這3種穩(wěn)定能力的限制,有一個極限。它既不能等于或超過靜態(tài)穩(wěn)定極限,也不能超過暫態(tài)穩(wěn)定極限和動態(tài)穩(wěn)定極限。在我國,由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱,暫態(tài)穩(wěn)定問題較突出,因而線路輸送能力相對國外來說要小一些。

2.提高系統(tǒng)穩(wěn)定的基本措施

提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施可以分為兩大類:一類是加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu);另一類是提高系統(tǒng)穩(wěn)定的控制和采用保護裝置。

(1)加強電網(wǎng)網(wǎng)架,提高系統(tǒng)穩(wěn)定。線路輸送功率能力與線路兩端電壓之積成正比,而與線路阻抗成反比。減少線路電抗和維持電壓,可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。增加輸電線回路數(shù)、采用緊湊型線路都可減少線路阻抗,前者造價較高。在線路上裝設串聯(lián)電容是一種有效的減少線路阻抗的方法,比增加線路回路數(shù)要經(jīng)濟。串連電容的容抗占線路電抗的百分數(shù)稱為補償度,一般在50%左右,過高將容易引起次同步振蕩。在長線路中間裝設靜止無功補償裝置(SVC),能有效地保持線路中間電壓水平(相當于長線路變成兩段短線路),并快速調(diào)整系統(tǒng)無功,是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要手段。

(2)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和保護裝置。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制可包括兩個方面:①失去穩(wěn)定前,采取措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;②失去穩(wěn)定后,采取措施重新恢復新的穩(wěn)定運行。下面介紹幾種主要的穩(wěn)定控制措施。

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及控制。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)是電力系統(tǒng)正常運行必不可少的重要設備,同時,在故障狀態(tài)能快速調(diào)節(jié)發(fā)電機機端電壓,促進電壓、電磁功率擺動的快速平息。因此,充分發(fā)揮其改善系統(tǒng)穩(wěn)定的潛力是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性最經(jīng)濟的措施,國外得到普遍重視。常規(guī)勵磁系統(tǒng)采用PID調(diào)節(jié)并附加電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS),既可提高靜態(tài)穩(wěn)定又可阻尼低頻振蕩,提高動態(tài)穩(wěn)定性。目前國外較多的是采用快速高頂值可控硅勵磁系統(tǒng),配以高放大倍數(shù)調(diào)節(jié)器和PSS裝置,這樣可同時提高靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)3種穩(wěn)定性。

電氣制動及其控制裝置。在系統(tǒng)發(fā)生故障瞬間,送端發(fā)電機輸出電磁功率下降,而原動機功率不變,產(chǎn)生過剩功率,使發(fā)電機與系統(tǒng)間的功角加大,如不采取措施,發(fā)電機將失步。在短路瞬間投入與發(fā)電機并聯(lián)的制動電阻,吸收剩余功率(即電氣制動),是一種有效的提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。

快關汽門及其控制。在系統(tǒng)發(fā)生故障時,另一項減少功率不平衡的措施是快關汽門,以減少發(fā)電機輸入功率。用控制汽輪機的中間閥門實現(xiàn)快關汽門可有效提高暫態(tài)穩(wěn)定性。但是,它的實現(xiàn)要解決比較復雜的技術(shù)問題,是否采用快關措施要進行研究和比較。

此外還有在送端切機,同時在受端切負荷來提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以保證絕大多數(shù)用戶的連續(xù)供電。

繼電保護及重合閘裝置。它是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要的有效措施之一。對繼電保護的要求是:無故障時保護裝置不誤動,發(fā)生故障時可靠動作。它的正確選擇、快速切除故障可使電力系統(tǒng)盡快恢復正常運行狀態(tài)。高壓線路上發(fā)生的大多數(shù)故障是瞬時性短路故障。繼電保護裝置動作,跳斷路器,斷開線路,使線路處于無電壓狀態(tài),電弧就能自動熄滅。在絕緣恢復后,重新將斷開的線路投入,恢復供電。這種自動重合斷路器的措施稱為自動重合閘。它分為單相和三相重合閘,也是一項顯著提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施。


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