區域電力網穩定性分析研究

論文編號:ZD1423  論文字數:22801,頁數:53

論文題目：區域電力網穩定性分析研究
摘  要
 隨著電力系統規模不斷地擴大，高電壓、遠距離輸電和大區域電網相聯是現代電網的重要特征。作為整體和局部的關系，區域電網尤其是220kv的區域電網的穩定性問題非常重要。一旦地區電力網穩定性遭到破壞，將會帶來巨大的損失。同時，由于區域電網與負荷聯系更加緊密，如果區域電網的穩定性不合格，不能保證用戶端電能水平的合格，將直接影響到工業企業的生產和人民的生活。因此本論文將對區域電力網的穩定性進行分析研究。
 在電力系統中，穩定性問題一般分成轉子角穩定（即是功角穩定）和電壓穩定兩個方面。轉子角穩定是指電力系統中互聯的同步電機保持同步的能力，分為小擾動穩定和暫態穩定問題。在定性分析功角穩定過程中，發電機功率特性曲線和等面積法則具有重要意義。電壓穩定性是指正常運行情況下或遭受干擾后電力系統維持所有母線電壓在可以接受的穩態值的能力。電壓穩定性問題和無功補償和負荷穩定方面的關系都是非常密切的。功角穩定和電壓穩定雖然是穩定問題的兩個方面，但是它們之間常存在千絲萬縷的聯系。
 本文主要研究電力系統的穩定性，包括小干擾穩定、暫態穩定、電壓穩定的問題。同時對部分傳統的提高電力系統穩定性的措施在PSASP的環境下進行驗證，包括發電機勵磁附加穩定控制 、汽輪機快關汽門、切除發電機 、電氣制動 、切除負荷 、柔性交流輸電系統控制(FACTS)、快速切除故障及自動重合閘裝置等。此外，本文還對區域電網進行了潮流計算和短路計算。
 關鍵詞：區域電網，小干擾穩定，暫態穩定，電壓穩定
 
目   錄
1 緒論 1
1.1 課題研究的背景和意義 1
1.2 電力系統穩定性的定義和分類 2
1.3 提高電力系統穩定性的措施 3
1.4 本文主要工作介紹 6
2 區域電網的潮流計算和短路計算 7
2.1 潮流計算的概述 7
2.1.1 潮流計算的定義和基本思路 7
2.1.2 潮流計算的意義 7
2.2 地區電網潮流計算的特點 7
2.3 電網潮流計算的計算機算法 8
2.3.1 潮流計算的節點功率方程 8
2.3.2 潮流計算的節點分類 9
2.3.3 電網潮流計算的方法 9
2.4 區域電網的短路計算 10
2.4.1 短路計算概述 10
2.4.2 三相系統短路的類型 10
2.5 區域電網實例潮流計算和短路計算（在PSASP的環境下） 11
2.5.1 實例電網的數據 11
2.5.2 在PSASP環境下潮流計算 13
2.5.3 在PSASP環境下的短路計算 14
2.6 潮流計算和短路計算總結 15
3 區域電力網的小干擾穩定研究 17
3.1 小干擾穩定分析的基本概念 17
3.2 小干擾穩定分析的基本原理 17
3.2.1 小干擾穩定的轉矩能量分析 17
3.2.2 電力系統的小干擾穩定性分析 19
3.3 3.3區域電力網小干擾穩定分析 21
3.3.1 3.3.1提高電力網小干擾穩定性的措施 21
3.3.2 在PSASP中小干擾試驗（有無自動調節勵磁裝置的對比） 22
3.4 區域小干擾穩定性總結 24
4 第四章 區域電力網暫態穩定研究 25
4.1 電力系統暫態穩定的概念 25
4.2 電力系統暫態穩定的分析方法 25
4.2.1 等面積法則 25
4.2.2 暫態穩定的數值計算方法 27
4.2.3 區域電力網暫態穩定分析方法 28
4.3 提高區域電力網暫態穩定的措施 29
4.3.1 快速切除故障 29
4.3.2 切除發電機和負荷 32
4.3.3 減小線路的電抗值 34
4.3.4 總結 36
5 電壓穩定性簡要研究 37
5.1 電壓穩定性的概念及認識 37
5.1.1 電壓穩定性的概念 37
5.1.2 電壓安全、電壓失穩和電壓崩潰 37
5.1.3 電壓穩定性與功角穩定性的關系 38
5.2 電力系統電壓穩定分析方法簡介 38
5.2.1 靜態電壓穩定分析方法簡介 38
5.2.2 動態電壓穩定分析方法 39
5.3 無功補償與電力系統電壓穩定性 39
5.3.1 無功功率對電力系統電壓穩定性的影響 39
5.3.2 無功補償的主要手段 40
5.4 電壓穩定和負荷穩定 40
5.4.1 電壓穩定和負荷穩定關系概述 40
5.4.2 負荷穩定特性分析 41
5.4.3 負荷節點電壓穩定特性分析 43
5.5 總結 45
6 結論與展望 47
參 考 文 獻 49
致  謝 51