靜態(tài)穩(wěn)定也可以叫小干擾穩(wěn)定(這塊說法不一,可以這么認為)。
靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某一正常運行狀態(tài)下受到小干擾后,不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步,自動恢復到原始運行狀態(tài)的能力。靜態(tài)穩(wěn)定問題實際上就是確定小擾動下系統(tǒng)的某個運行穩(wěn)態(tài)點能否保持。系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)的固有特性,與干擾的大小無關。(若電力系統(tǒng)受到小擾動后,在較長過程中,在自動調節(jié)和控制裝置作用下的穩(wěn)定問題,則被劃為動態(tài)穩(wěn)定問題,姑且在這塊先介紹了)。
電力系統(tǒng)受到小擾動之后可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定通常分為兩種形式:
由于缺少同步轉矩,發(fā)電機轉子角逐步增大,滑行失步;
由于有效阻尼轉矩不足,轉子增幅振蕩。欠阻尼振蕩;低頻功率振蕩問題;
電力系統(tǒng)包含許多機電振蕩模式,其頻率通常為0.1~2.0hz,所以常稱為低頻振蕩
區(qū)域間振蕩模式(0.1~1hz)
區(qū)域內振蕩模式(1~2hz)
小干擾穩(wěn)定性問題通常是由于系統(tǒng)阻尼不足引起的一種增幅振蕩,小干擾分析法主要是用特征根法,根據(jù)受擾動運動的線性化微分方程式組的特征方程式的根,判斷是否穩(wěn)定的方法。
問題實質在于:如果小機組擾動的頻率接近主網(wǎng)系統(tǒng)的固有機電諧振頻率時會激發(fā)產(chǎn)生“共振”現(xiàn)象,使主網(wǎng)聯(lián)絡線的振幅愈來愈大,好像低壓電網(wǎng)小機組產(chǎn)生的相對系統(tǒng)來說不大的一個功率振蕩(搖擺),在主網(wǎng)內被“放大”了。
以華中電網(wǎng)2005年”10.29”功率振蕩為例:
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,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,有多臺小機組(總計40mw)被迫解列。
機組中,三峽電廠機組振蕩最大,左二單機振幅(峰峰值)達到270mw。
500kv中樞點中,左二500kv母線電壓振蕩最大,振幅為40kv。
初步結論為:湖北西北電網(wǎng)由弱阻尼引發(fā)的同步振蕩導致主網(wǎng)相近頻率強迫振蕩的可能性較大,但需對湖北西北電網(wǎng)阻尼變化敏感因素作進一步分析,也需要進一步研究系統(tǒng)發(fā)生強迫振蕩的機理。
控制改善小干擾穩(wěn)定性的研究方面,應區(qū)分不同的振蕩模式,找出其不穩(wěn)定的原因,有針對性地選擇合適的控制措施。特別是聯(lián)絡線振蕩模式的控制措施。要建立系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性準則,如所有關鍵振蕩模式阻尼比不低于3%,聯(lián)絡線或關鍵輸電斷面的傳輸極限等。在對實際系統(tǒng)大量研究的基礎上,確定避免系統(tǒng)發(fā)生小信號不穩(wěn)定的調度方案。軟件計算一般也針對這些要素進行校核。
計算過程中,主要是分析對外網(wǎng)的變化(如斷面潮流和方向)對區(qū)域電網(wǎng)的動態(tài)特性(特征根、阻尼比)的影響,然后對弱阻尼的振蕩模式提出機組pss等措施,以免電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩。下為小干擾分析模態(tài)圖。