愛鋒貝

• 一個(gè)碗中放一個(gè)球，當(dāng)這個(gè)球受到外部的一個(gè)小力量，它就偏離原來位置，如果這個(gè)碗高度很矮，矮的像一個(gè)盤子，這個(gè)球就有可能從碗中掉下來，我們就說這個(gè)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定不足。事實(shí)上，電力系統(tǒng)的小擾動(dòng)不斷在發(fā)生，碗中的球也就在碗底不斷的在滾動(dòng)，碗的高度越高，這個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限就越大，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。
  
• 當(dāng)碗中的球受到一個(gè)大的外部力量，這個(gè)球能否還在碗中就是系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題。提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的最主要措施就是快速的繼電保護(hù)。繼保的作用就相當(dāng)于減少這個(gè)外部力量的作用時(shí)間，繼保越快，外力的作用時(shí)間就越短，這個(gè)球就不會(huì)一下子掉下來。而自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器此時(shí)作用相當(dāng)于自動(dòng)改變這個(gè)碗的坡度，當(dāng)這個(gè)球上升時(shí)增加坡度，當(dāng)下降時(shí)就減少這個(gè)坡度，使這個(gè)球在碗中滾動(dòng)幅度迅速減小。
  
• 如果這個(gè)碗和球之間的摩擦很小，這個(gè)球受到擾動(dòng)后在碗中來回滾動(dòng)時(shí)間就很長(zhǎng)，特別是，如果這個(gè)擾動(dòng)的外力不斷的來回施加，就比如我們不斷的蕩秋千，這個(gè)球就永遠(yuǎn)不停的來回滾動(dòng)甚至掉下來，我們就說這個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差。這里的摩擦阻力相當(dāng)于電力系統(tǒng)的阻尼，這個(gè)來回不斷施加的外部力量就相當(dāng)于自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的負(fù)阻尼。一般來說，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定中起壞作用，產(chǎn)生負(fù)阻尼，使整個(gè)系統(tǒng)阻尼減少。當(dāng)我們?cè)谧詣?dòng)電壓調(diào)節(jié)器中增添PSS裝置，PSS就把自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器原來所產(chǎn)生的負(fù)阻尼變?yōu)檎枘幔喈?dāng)于增加碗和球的摩擦系數(shù)，使球的滾動(dòng)幅度快速減小，于是這個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性就滿足要求。
  

• 第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：保持穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電[對(duì)于出現(xiàn)概率較高的單一元件故障，不采取穩(wěn)定控制措施 ]；
  
• 第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：保持穩(wěn)定運(yùn)行，但允許損失部分負(fù)荷[出現(xiàn)概率較低的嚴(yán)重故障];
  
• 第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，必須防止系統(tǒng)崩潰，并盡量減少負(fù)荷損失[出現(xiàn)概率很低的多重性嚴(yán)重事故]。
  

• 繼電保護(hù)是第一道防線，但第一道防線的正確動(dòng)作并不一定能完全滿足穩(wěn)定導(dǎo)則中規(guī)定的第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，例如，一些聯(lián)系相對(duì)薄弱的電網(wǎng)連單瞬、單永故障都存在問題，需要采取穩(wěn)定控制措施來提高電網(wǎng)的送電能力；
  
• 穩(wěn)定控制系統(tǒng)是基于對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定分析而配置的，它只針對(duì)預(yù)想的運(yùn)行方式、預(yù)定的故障類型，如果出現(xiàn)了預(yù)想以外的方式或故障，則穩(wěn)控系統(tǒng)不能保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性，即第二道防線是人們主動(dòng)出擊采取的措施；
  
• 第三道防線則是兜底的， 凡是多重故障、預(yù)想之外的事故導(dǎo)致系統(tǒng)失去同步或頻率、電壓異常，由第三道防線的裝置采取控制措施，防止事故擴(kuò)大，防止系統(tǒng)崩潰，即第三道防線是被動(dòng)應(yīng)對(duì)大事故的手段。
  

• 由于缺少同步轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角逐步增大，滑行失步；
  
• 由于有效阻尼轉(zhuǎn)矩不足，轉(zhuǎn)子增幅振蕩。
  欠阻尼振蕩;  低頻功率振蕩問題；
  

• 區(qū)域間振蕩模式(0.1~1Hz)
  
• 區(qū)域內(nèi)振蕩模式(1~2Hz)
  

• 振蕩頻率為0.77Hz。
  
• 華中電網(wǎng)大部分500kV線路出現(xiàn)功率擺動(dòng)，三峽外送系統(tǒng)振蕩幅度較大，其中斗雙線振蕩最大，振幅為730MW左右。
  
• 鄂西北電網(wǎng)振蕩現(xiàn)象明顯，有多臺(tái)小機(jī)組（總計(jì)40MW）被迫解列。
  
• 機(jī)組中，三峽電廠機(jī)組振蕩最大，左二單機(jī)振幅（峰峰值）達(dá)到270MW。
  
• 500kV中樞點(diǎn)中，左二500kV母線電壓振蕩最大，振幅為40kV。
  

• 作為慣例，進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，要求選擇在實(shí)際可能的最為不利的一系列運(yùn)行方式，在最不利的地點(diǎn)發(fā)生金屬性短路故障，按給定的故障切除時(shí)間(正常情況下總是略大于實(shí)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(shí)際情況嚴(yán)格，而具有較大的安全性。
  
• 作為設(shè)計(jì)與生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性校核，總是忽略短路電流中的直流分量所產(chǎn)生力矩的影響，進(jìn)一步使短路故障形態(tài)下的校核結(jié)果偏于保守。
  

• 串補(bǔ)：串聯(lián)電容補(bǔ)償，這個(gè)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(tài)穩(wěn)定方面，至于串補(bǔ)如何提高暫態(tài)穩(wěn)定性和增加線路輸送極限的內(nèi)容，教科書上都有就不提了，近年來用的比較多的可控串補(bǔ)后續(xù)部分再說，其他和串補(bǔ)相關(guān)的有以下幾點(diǎn)：
  

• 快速切除故障
  

• 自動(dòng)重合閘
  

• 切機(jī)方案
  

• 合理調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行接線
  

• 切集中負(fù)荷
  

• 快速勵(lì)磁
  

• 如果沒有特殊要求，一般宜限制下降到低于某一低頻值(例如47Hz)的時(shí)間在任何情況下都不大于某一規(guī)定時(shí)間(例如0.5s)
  
• 在任何可能情況下的頻率下降過程中，應(yīng)保證系統(tǒng)低頻率值與所經(jīng)歷的時(shí)間，能和大機(jī)組的低頻保護(hù)相配合，保證這些大機(jī)組繼續(xù)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，避免事故進(jìn)一步惡化。
  
• 因負(fù)荷過切引起的系統(tǒng)頻率過調(diào)，最大不得超過某一定值，例如51HZ,避免引起系統(tǒng)中大型機(jī)組的過頻率保護(hù)跳閘。這點(diǎn)實(shí)際發(fā)生過很多切負(fù)荷過頻事故。（過頻這時(shí)就要自動(dòng)切機(jī)了）
  

• 重負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)增加，系統(tǒng)運(yùn)行備用（特別是無功）緊張，傳輸線潮流接近最大功率極限。
  
• 大的突然擾動(dòng)，如失去發(fā)電機(jī)組、輸電線相繼跳閘等。 ?有載調(diào)壓變壓器ULTC負(fù)調(diào)壓作用。
  
• 發(fā)電機(jī)過勵(lì)限制器OEL。
  
• 繼電保護(hù)、低頻減載等缺乏協(xié)調(diào)是導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定的一個(gè)重要原因。
  
• 弱連接的交直流系統(tǒng)。
  
• 電壓崩潰通常顯示為慢電壓衰減，這是由于許多電壓控制設(shè)備和保護(hù)系統(tǒng)作用及其相互作用積累的結(jié)果。在許多情況下，電壓不穩(wěn)定和轉(zhuǎn)子角不穩(wěn)定是相互耦合的。
  

• 首先是靜態(tài)分析法，主要是計(jì)算一些指標(biāo)，結(jié)合QV曲線來分析電壓的安全穩(wěn)定裕度。比如靈敏度法，dQ/dV節(jié)點(diǎn)判據(jù)等，一般可根據(jù)軟件潮流計(jì)算，并結(jié)合一定指標(biāo)分析電壓靜態(tài)安全穩(wěn)定。
  
• 至于動(dòng)態(tài)分析法，電壓穩(wěn)定從本質(zhì)上而言是一個(gè)動(dòng)態(tài)問題，比較典型的有時(shí)域仿真法。電壓的暫態(tài)穩(wěn)定和功角穩(wěn)定處于一個(gè)時(shí)間框架；至于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定則持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，國(guó)際上發(fā)生的一些事故都屬于此類。
  

• 調(diào)速器動(dòng)作，增加發(fā)電功率（有差調(diào)節(jié)）―――AGC作用，全網(wǎng)功率再調(diào)度―――加重了電網(wǎng)的壓力（原因：按經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原則，而不是按最合適的地點(diǎn)。這樣，有些線路可能壓力加大）；
  
• 電壓下降導(dǎo)致負(fù)荷功率下降（考慮負(fù)荷電壓靜特性）―――功率過剩―――頻率升高―――AGC作用，降低發(fā)電功率.
  
• 80s后，一些達(dá)到無功極限的發(fā)電機(jī)的OEL動(dòng)作，使Qlimit致Qnominal―――進(jìn)一步電壓水平下降。其它發(fā)電機(jī)增加無功輸出。
  
• 120s后，負(fù)荷動(dòng)態(tài)和ULTC二者動(dòng)態(tài)結(jié)合導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降―――被AGC進(jìn)一步被加?。ˋGC減少發(fā)電功率以降低頻率，而降低發(fā)電功率的發(fā)電機(jī)正好位于負(fù)荷中心―－相當(dāng)于負(fù)荷過重，需要無功支持加大―――電壓下
  降；）
  

• 160s后，另外一些發(fā)電機(jī)由于OEL作用而使Qlimit致Qnominal，減少無功輸出，加大了和加速了電壓下降―――發(fā)電機(jī)失步，低壓保護(hù)而失去一些發(fā)電機(jī)。
  
• 電壓崩潰，頻率失穩(wěn)。
  

• 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)在提高電網(wǎng)輸送能力、防止大事故方面發(fā)揮著重要的作用，但穩(wěn)控裝置/系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化不夠，一些電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)軟件過于復(fù)雜，測(cè)試手段不完善，裝置誤動(dòng)導(dǎo)致的切機(jī)切負(fù)荷事故近期時(shí)有發(fā)生。
  
• 電網(wǎng)互聯(lián)后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題突出了，但目前的仿真手段還不能正確分析和再現(xiàn)所發(fā)生的事故，因而誘發(fā)低頻振蕩的真正原因往往還不清楚，低頻振蕩幾乎每年都有發(fā)生，至今我們還沒有有效的手段來預(yù)測(cè)和徹底避免。
  
• 電壓穩(wěn)定問題已成為電網(wǎng)安全的一大潛在問題，失去大電源、事故過程中潮流大轉(zhuǎn)移、主保護(hù)拒動(dòng)及開關(guān)失靈、穩(wěn)控系統(tǒng)拒動(dòng)等，都有可能會(huì)導(dǎo)致電壓崩潰事故。