局域电力网稳定性分析研究

论文编号:ZD1421  论文字数:22435,页数:53

论文题目：局域电力网稳定性分析研究
摘  要
 随着电力系统规模不断地扩大，高电压、远距离输电和大局域电网相联是现代电网的重要特征。作为整体和局部的关系，局域电网尤其是220kv的局域电网的稳定性问题非常重要。一旦地局电力网稳定性遭到破坏，将会带来巨大的损失。同时，由于局域电网与负荷联系更加紧密，如果局域电网的稳定性不合格，不能保证用户端电能水平的合格，将直接影响到工业企业的生产和人民的生活。因此本论文将对局域电力网的稳定性进行分析研究。
 在电力系统中，稳定性问题一般分成转子角稳定（即是功角稳定）和电压稳定两个方面。转子角稳定是指电力系统中互联的同步电机保持同步的能力，分为小扰动稳定和暂态稳定问题。在定性分析功角稳定过程中，发电机功率特性曲线和等面积法则具有重要意义。电压稳定性是指正常运行情况下或遭受干扰后电力系统维持所有母线电压在可以接受的稳态值的能力。电压稳定性问题和无功补偿和负荷稳定方面的关系都是非常密切的。功角稳定和电压稳定虽然是稳定问题的两个方面，但是它们之间常存在千丝万缕的联系。
 本文主要研究电力系统的稳定性，包括小干扰稳定、暂态稳定、电压稳定的问题。同时对部分传统的提高电力系统稳定性的措施在PSASP的环境下进行验证，包括发电机励磁附加稳定控制 、汽轮机快关汽门、切除发电机 、电气制动 、切除负荷 、柔性交流输电系统控制(FACTS)、快速切除故障及自动重合闸装置等。此外，本文还对局域电网进行了潮流计算和短路计算。
 关键词：局域电网，小干扰稳定，暂态稳定，电压稳定
 
目   录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 电力系统稳定性的定义和分类 2
1.3 提高电力系统稳定性的措施 3
1.4 本文主要工作介绍 6
2 局域电网的潮流计算和短路计算 7
2.1 潮流计算的概述 7
2.1.1 潮流计算的定义和基本思路 7
2.1.2 潮流计算的意义 7
2.2 地局电网潮流计算的特点 7
2.3 电网潮流计算的计算机算法 8
2.3.1 潮流计算的节点功率方程 8
2.3.2 潮流计算的节点分类 9
2.3.3 电网潮流计算的方法 9
2.4 局域电网的短路计算 10
2.4.1 短路计算概述 10
2.4.2 三相系统短路的类型 10
2.5 局域电网实例潮流计算和短路计算（在PSASP的环境下） 11
2.5.1 实例电网的数据 11
2.5.2 在PSASP环境下潮流计算 13
2.5.3 在PSASP环境下的短路计算 14
2.6 潮流计算和短路计算总结 15
3 局域电力网的小干扰稳定研究 17
3.1 小干扰稳定分析的基本概念 17
3.2 小干扰稳定分析的基本原理 17
3.2.1 小干扰稳定的转矩能量分析 17
3.2.2 电力系统的小干扰稳定性分析 19
3.3 局域电力网小干扰稳定分析 21
3.3.1 提高电力网小干扰稳定性的措施 21
3.3.2 在PSASP中小干扰试验（有无自动调节励磁装置的对比） 22
3.4 局域小干扰稳定性总结 24
4 局域电力网暂态稳定研究 25
4.1 电力系统暂态稳定的概念 25
4.2 电力系统暂态稳定的分析方法 25
4.2.1 等面积法则 25
4.2.2 暂态稳定的数值计算方法 27
4.2.3 局域电力网暂态稳定分析方法 28
4.3 提高局域电力网暂态稳定的措施 29
4.3.1 快速切除故障 29
4.3.2 切除发电机和负荷 32
4.3.3 减小线路的电抗值 34
4.3.4 总结 36
5 电压稳定性简要研究 37
5.1 电压稳定性的概念及认识 37
5.1.1 电压稳定性的概念 37
5.1.2 电压安全、电压失稳和电压崩溃 37
5.1.3 电压稳定性与功角稳定性的关系 38
5.2 电力系统电压稳定分析方法简介 38
5.2.1 静态电压稳定分析方法简介 38
5.2.2 动态电压稳定分析方法 39
5.3 无功补偿与电力系统电压稳定性 39
5.3.1 无功功率对电力系统电压稳定性的影响 39
5.3.2 无功补偿的主要手段 40
5.4 电压稳定和负荷稳定 40
5.4.1 电压稳定和负荷稳定关系概述 40
5.4.2 负荷稳定特性分析 41
5.4.3 负荷节点电压稳定特性分析 43
5.5 总结 45
6 结论与展望 47
参 考 文 献 49