电力系统扰动是什么，能分为多少种？维持系统稳定的方法有什么

电力系统扰动是什么，能分为多少种？维持系统稳定的方法有什么

交直流电力系统中的大扰动主要有：发电机故障切除、直流输电系统因故障（或无故障）部分或全部切除、变压器和线路等元件故障并切除、大负荷的投入或切除。其中线路故障最为常见，故障形式有各种短路、开路和复合故障。对于电力系统安全稳定要求，一般采用三道防线：常见的单相短路，不采取任何措施，网络本身需保证稳定要求；?三相永久短路等少发的严重故障，采取措施后全系统应保持稳定；?三相短路后一相开关拒动等多重故障，可采取系统解列措施，避免全系统发生崩溃。直流输电系统的故障如何与交流故障等值，一直没有明确的规定。目前通常考虑单极故障按类故障计，双极故障按?类故障计。随着网络的扩大和最高电压等级网络的加强，系统失稳事故造成的损失显著增加，因此，安全稳定标准要适度提高。 将电压稳定性问题适当分类，对电压稳定性的分析，造成不稳定基本因素的识别，以及提出改善稳定运行的方法等都是有利的。①按扰动的规模来讲电压稳定问题可以分为小扰动电压稳定性，大扰动电压稳定性。一是小扰动电压稳定性是在如系统负荷逐渐增长，送到负荷节点的功率的微小变化之下系统控制电压的能力。小扰动下系统能够稳定运行意味着系统本身能够不断调整以适应变化的情况，系统控制系统有能力在小扰动后令人满意地运行，保证系统发出的无功等于消耗的无功，在出现最大负荷时能成功地供电。这种形式的稳定性由负荷特性、连续作用的控制及给定瞬间的离散控制作用所确定。系统对小扰动的响应特性取决于初始运行条件、输电系统强度以及所用的发电机的励磁控制等因素。依靠负荷和电源自身固有的调节能力，使扰动前后的电压值相同或者相近。二是大扰动电压稳定性是关于在发生诸如系统故障后，系统控制电压的能力。这些扰动包括输电线上短路、失去一台大发电机或负荷，或者失去两个子系统间的输电线。系统对大扰动的响应涉及大量的设备。此外，用来保护单个元件的装置对系统变量变化的响应也影响系统的特性。②按照失稳事故的时间场景电压稳定问题可以分为：一是暂态电压稳定性，稳定破坏的时间框架从0~大约10秒，这也是暂态功角稳定性的时间框架。在这类电压不稳定中，电压失稳和功角失稳之间的区别并不总是清晰的，也许两种现象同时存在。这类电压崩溃是由诸如感应电动机，和直流换流设备等不良的快速反应负荷元件造成的。对于严重的电压下降感应电动机可能失速，吸收无功功率急剧增加，进而将引起其临近的其它感应电动机失速。除非尽快切除该类负荷，否则会导致电压崩溃。二是中期电压稳定性，稳定破坏的时间框架通常为30秒到50秒，典型者为2到3分。发生此类电压失稳事故时电力系统一般处于高负荷水平，且从远方电源送入大量功率，当重载条件下运行的系统受到突然的大扰动后，由于电压敏感性负荷的作用，系统能够暂时保持稳定。但扰动后网络无功损耗大量增加，引起负荷区域电压下降，当自动调节分接头的变压器和配电电压调节器动作，而恢复末端变压器负荷侧电压，从而恢复负荷功率时，网络传输电流进一步增大加剧输电网络中电压的下降。同时送端发电机可能因过励磁限制而只发送有功，甚至由于发电机长时间过电流而被切除。这样含电源在内的输电网络已经不可能提供足够的无功功率，以支持负荷消耗与网络无功损耗的需要，就会最终导致电压崩溃对于这类电压崩溃事故，运行人员来不及干预，自动调节分接头的变压器及配电电压调节器，发电机过励限制等因素在此过程中起重要作用。应当指出的是，在这一过程中自动调节分接头的变压器的作用是抑制或加剧电压崩溃的进程，与负荷特性分接头位置及系统无功储备有关。三是长期电压不稳定性，这种场景的电压崩溃发展过程经历一个相当长的时间，其过程可大致描述如下：负荷过速增长，导致主要负荷母线电压单调下降。几分钟内由于自动调节分接头的变压器及调度干预等作用，电压的下降得到遏止后，一方面自动调节分接头的变压器使网上负荷得到恢复，另一方面负荷继续快速增加，电源的增加或当地无功补偿增加，跟不上负荷增长速度的需要，电压下降进一步恶化，最终导致部分地区电压崩溃，系统瓦解，造成大面积停电。在长期电压不稳定事故中，往往没有直接的扰动。其原因是本来已经薄弱的严重过载的结构，不合理的网络中的负荷恢复和快速增长造成的。

电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力；这里的小扰动如个别电动机接入和切除或加负荷和减负荷等。

提高电力系统静态稳定的措施：1、采用自动调节系统；2、减小系统各元件的电抗；3、提高系统运行电压；4、改善系统的结构。

提高电力系统静态、稳定的措施是：

（1）减少系统各元件的感抗。

（2）采用自动调节励磁装置。

（3）采用按频率减负荷装置。

（4）增大电力系统的有功功率和无功功率的备用容量。

电力系统静态稳定性指：系统受到一个小干扰时，能够恢复到原来状态的能力。

举个例子：在碗里放一个小球，这是一个系统，稍微用力推他一下，小球会在碗里来回滚动，这是干扰。但是最终仍回到原来的位置（碗底），这就是静态稳定。而，静态稳定性指的是这种能力。用到电力系统也是一样的。

其判据就是：系统的状态方程的特征根都小于零。

系统受到小扰动后，发电机在功角特性曲线上的工作点仍能回到扰动之前的位置，就说这个系统是静态稳定的。

静态稳定的条件是发电机的功角大于0°，小于90°。但正常运行时，发电机的功角一般保持在40°左右，留有一定的静稳定储备。

电力系统的暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突然受到大的扰动后，能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或恢复到原来的状态；这里的大扰动如短路故障、突然断线或发电机突然甩负荷等。

(1).电力系统的静态稳定是指电力系统受到小干扰后不发生非周期性失步,自动恢复到起始运行状态。

(2).电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后,经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态。

(3).电力系统的动态稳定是指电力系统受到干扰后不发生振幅不断增大的振荡而失步。主要有:电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等。

(4).电力系统的电压稳定是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力。它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。当发生电压不稳定时,将导致电压崩溃,造成大面积停电。

(5).频率稳定是指电力系统维持系统频率与某一规定的运行极限内的能力。当频率低于某一临界频率,电源与负荷的平衡将遭到彻底破坏,一些机组相继退出运行,造成大面积停电,也就是频率崩溃。