电力系统稳定运行方法分析及措施

摘要：随着社会主义经济的不断发展，我国的电网也在不断的发展壮大，电力的发展，直接影响到国民经济的发展，同时也促进了人们生活水平的提高。如果电力系统运行不稳定，就会给生产和生活带来极大的不便，因此，维护电力系统的稳定，保证电力系统安全运行，是我们电力工作者的重要责任。本文针对电力系统的运行状态，提出了一些改进的措施，同时，对我国电力系统现状和未来的发展方向也进行了分析和展望。

关键词：电力系统 稳定运行 方法分析

现如今，随着科技的不断发展，社会对于电力需求也不断的增加，电力的发展直接影响到国民经济建设以及人们的生产和生活，如果供电不稳定，或者是出现大面积停电，就会给社会经济以及生产企业带来严重的损失。因此，对于电力系统，我们更要加强供电的管理，保证电网的稳定运行，现代社会经济给电力系统提出了更高的要求，即要保证合格的供电质量，又要保证经济、安全的发供电能，电力系统既包括变电、配电、发电、送电和用电设备，还包括二次系统的继电保护系统、调度通信系统、监测系统、远动和自动调控设备等，我国的电力系统已经进入大机组、高电压、大电网的崭新时代，伴随着发展和壮大，电力系统的安全稳定问题越来越明显。目前，已经成为了亟待解决的迫切问题，解决电力系统的稳定运行问题，是我们电力系统科研、制造、生产、运行等部门的重要职责。

1、电力系统稳定运行的方法

电力系统稳定运行是电力系统运行中的关键性问题，如果电力系统稳定性受到破坏，就容易导致大面积停电以及系统瓦解的严重性事故，给人们的生产和生活带来很多的不便，严重者会给社会生产带来巨大的损失。随着科技的发展，电力系统的不断升级，通讯技术、计算机技术、电力电子技术以及控制技术在电力系统中已经得到了广泛的应用，同时，给电力系统的稳定运行，也带来了许多的现实问题。电力系统的稳定可分为动稳定和静稳定两大方面，从长远的发展角度去看，电力系统的稳定运行，是电力系统长远发展的客观需要，假如说一个小规模的区域供配电系统或者孤立的发电厂，对稳定运行问题要求不是很高，那么广大地区、众多发电厂、大容量和大型机组并列运行时，电力系统的安全稳定运行就显得非常重要了。动稳定和静稳定决定电力系统的稳定性，假如系统内的稳定失去了，系统发生振荡，同步发电机将失步，系统解列就可能会发生，这样电网的用户就会发生大面积停电，影响到人们的日常生活，给国民经济带来巨大的损失。

1.1 电力系统静稳定

影响静稳定性的因素有许多，从目前的情况看，架空线路因风吹动、发电机组受到机械振动、发电机组转速非绝对均匀、摆动引起线间距离的变化等因素的不稳定，对于电力系统静态的不稳定都有可能造成影响，造成系统解列，导致发电机失步，严重者导致大批负荷停电。我们要维护电力系统静稳定性，一般情况下可以采用以下几个方法：

1.1.1 减少输电线路、变压器和发电机的电抗

水力发电厂可以在发电机组上选择适当参数，提高系统稳定性减小变压器电抗；减小线路电抗可以使用分裂导线在远距离输电中、采用串联电容补偿、合理选择高一级标准电压，发电厂合理选择主接线，较高电压的电网直接与大型发电机组连接。

1.1.2 安装自动调节励磁装置

在发电机上安装自动调节励磁装置，使发电机维持端电压恒定不变，使发电机的电抗得以减少，从而减少系统的电抗目的。

1.1.3 在系统内装设低周波减负荷装置

按照制定的程序，系统频率如果出现下降到某一定值，满足不了电能质量的情况，电力系统的运行以及发电机组的运行已经不能保证时，根据实际情况可以切除分次要负荷；如果需要状态还没有恢复到，部分负荷的装置再行切除，叫做采用周波减负荷装置，装设低周波减负荷装置在系统内，在很大程度上起到了稳定作用，预防了系统频率继续下降。

1.2 电力系统的动稳定

造成动稳定波动的原因主要有以下：负荷的突然变化、电力系统内发生短路故障、电力系统的某些元件切除或投入等。电力系统动稳定性的维护方法一般有以下几个方面：

1.2.1 短路故障可以快速切除

动态稳定性便可以得到大大的提高。因为在短路故障被快速切除的情况下，极大地保证了电动机的稳定性，同时也提高了电厂之间并列运行稳定性。同时也可以降低因为短路电流而造成的机械损伤和机器过热。从而损害了电气设备。

1.2.2 应用自动重合闸装置

一般情况下，电力系统内的故障，特别是超高压输电线路故障，大部分都是瞬间性的，我们应用自动重合闸装置，在故障发生时能够保证断开断路器，经过一定的时间以后，这一线路又可以实行自动重合投入正常运行，系统的动稳定性就这样得到了保证。

1.2.3 可以采用机械制动与电气制动

所谓的机械制动是直接施加制动力矩在发电机组的转轴上，使机组的机械功率抵消，实现系统动态稳定性。所谓电气制动，就是在发电机输出功率急剧下降，系统发生故障时，由于功率过剩发电机组急剧加速时，制动电阻就会立刻投入，这样，发电机的有功功率就会大大消耗，发电机加速就会得到阻止，实现电力系统动态稳定。接入系统的制动电阻有两种选择，一是串联接入，二是并联接入，送至发电厂的主电路是串联接入，送入发电厂的高压母线是并联接入，送入发电厂的发电机母线上是并联接入。但是，无论是哪一种方式，·96·制动电阻的大小一定要注意正确选择，这样才能有效地避免发电机发生过制动或者失步。

1.2.4 变压器中性点经小电阻接地

实际上电气制动的作用和变压器中性点经小电阻接地区别不大。当故障发生后，变压器的中性点流过短路电流的零序分量，产生有功功率损耗在所接的电阻上，当送电端发生故障时，主要由送电端发电厂供给这一损耗；受电端发生故障时，受电端系统供给这一损耗。

2、提高电力系统稳定运行的措施

控制电力系统的稳定首先必须做到使发电机输出电磁功率加各种损耗始终同输人的机械功率保持能量平衡，我们分析静态稳定时可以看出，较高的功率极限是运行稳定度较高的前提和保证，一般情况下，电力系统功率极限较高，运行稳定度也会较高；我们分析动态稳定时可以看出，电力系统受到大干扰后，承受干扰的能力与发电机最大减速面积有着直接的关系，减速面积越大，干扰的承受能力愈强。由此可以看出，想要提高系统稳定控制能力，首先必须尽量提高功率极限。功率极限要提高，必须从三项参数着手：提高稳定系统电压v、减小系统电抗X、提高发电机的电势E。

2.1 快速励磁与强行励磁

快速励磁与强行励磁影响着发电机的功率极限，增加了最大减速面积，自动励磁调节器对发电机功率极限的提高有很大的帮助，对电力系统提高电压稳定性与同步稳定性都有很好的作用。当相端电压下降，电力系统发生短路的瞬间，励磁装置应进行励磁并立即给出项值电压，转子励磁电流必须经过转子励磁绕组的惯性才能得到增长。强励的作用在转子的第一摇摆周期，或切除短路之前这段时间（0.15-0.5s）是有限的。常规的励磁快速的可控硅励磁在第二摇摆周期之后，对静态稳定性有较好的作用。

2.2 电力系统稳定器（PSS）

自从出现大型互联电力系统以来，自发性振荡类似每分钟几个周波的低频已经发生了多次，研究显示，强力式调节器的输人量用功角偏差化效果最好，因为他可以恒定发电机机端电压Ug。另一个补偿励磁调节器负阻尼的有效办法，就是加装电力系统稳定器在比例式调节器上，电力系统稳定器简称为PSS。下面还要详细论述PSS的功用。快速操作汽阀（快关）。发电机输出的电磁功率，在电力系统受到大干扰后会发生突变，而几乎原动机的功率不变，使不平衡功率出现在发电机大轴上，使发电机因此而产生剧烈的相对运行，甚至造成枢纽的严重损坏以及系统稳定性的破坏。如果原动机的调节装置快速、准确，十分灵敏，使电磁功率的变化与原动机的功率变化能够同步，系统稳定性就可以大大提高。电气制动。电气制动是指送端发电机附近，在事故发生时自动投入电阻等。增大最大减速面积，发电机增加输出电磁功率，维持系统的稳定性。切机。提高电力系统静态稳定性，发电机减小大轴上的不平稳功率是基本措施，这可以从减小原动机输入功率和增加发电机输出电磁功率这二方面入手，切除故障线路时，如果系统有足够的备用，则可以同时联锁切除部分发电机，对系统的静态稳定性可以有效提高。

2.3 高压线路与用户受端系统的控制

控制高压线路我们采用以下方法：自动重合闸装置、断路器切除故障线路、快速的继电保护、并联电抗补偿、串联电容补偿等方法。用户受端系统的控制我们采用迅速切除大容量集中负荷、采用低电压减载装置、快投无功负荷补偿装置、采用低频减载装置。

3、结语

随着电网规模的不断扩大，工业化进程的不断加快，我国对电能的需求量也在逐年增加，所以，对于电力系统的稳定运行就提出了很高的要求，输电系统作为电网的重要组成部分，其任务不仅仅是全部送出所发出的电源容量，还要保证电力系统安全稳定运行，所以，我们必须仔细研究，优化安全稳定控制措施，以保证电网的安全稳定运行。

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