摘 要

电能是现代文明的基础，为现代农业、工业、国防事业等提供了动力。电能生产与国家经济以及人民的日常生活有着极其密切的关系。我国的能源和电力负荷的分布状况很不均衡，电能流向的现状是大容量、远距离、西电东送。由于输电线路长，线路的阻抗会产生热量消耗电能。采取高压输电能够增加输电容量、降低线路损耗，提高输电效率。

衡量电能质量的主要指标是电压、频率及波形。由于电能不能大量储存、过渡过程十分短暂，而电能在输送过程中又会受到各种各样的干扰，会对电能质量造成影响，因此提供可靠供电、保证电力系统稳定性是我国电力系统运行中需要最先解决的问题。

本文考虑电力系统中暂态稳定分析计算和小干扰稳定分析计算，使用仿真软件PSASP来对实际电力系统进行计算，分别对暂态稳定和小干扰稳定的结果进行分析，由此判断电力系统的稳定性，如果需要的话应该对实际系统的稳定性进行改善。

关键词：高电压；暂态稳定；小干扰稳定；PSASP

Abstract

Electrical energy is the foundation of modern civilization,which provides energy for modern agriculture,industry,national defense and so on.Electrical energy production has an extremely close relationship with the national economy and people's daily lives.The distribution of energy and power load in China is very uneven,the current situation of power flow in China is large capacity,long distance,electrical power transmission from west to east.Because the transmission line is long,the impedance of the line will generate heat to consume the electrical energy.High voltage transmission can increase power transmission capacity and reduce power loss on lines to improve transmission efficiency.

The main indexes that measure electrical power quality are voltage, frequency and waveform.Because electrical energy can not be stored in large quantities and the transition process is very short,and the electrical energy will receive various disturbances during the transmission,which will have an impact on the quality of power,so providing reliable power supply and ensuring the stability of power system are the first problems to be solved in the operation of power system in China.

In this paper,transient stability analysis and small signal stability analysis are considered,the simulation software PSASP is used to calculate the actual power system,and the results of transient stability and small siganl stability are analyzed respectively,from which we can judge the stability of the system,if necessary the stability of the actual system should be improved.

Key words:high voltage;transient stability;small signal stability;PSASP

目录

第1章 绪论 1

1.1高压输电及其稳定性分析背景、目的及意义 1

1.2国内外高电压及其稳定性分析现状 2

1.3本文的主要研究内容 4

第2章 电力系统暂态稳定分析 5

2.1暂态稳定问题 5

2.2暂态稳定分析方法 6

第3章 电力系统小干扰稳定分析 10

3.1小干扰稳定问题 10

3.2小干扰稳定分析 10

3.3小干扰主导模式研究 12

3.4小干扰稳定改善策略 13

第4章 系统稳定性仿真及分析 15

4.1暂态稳定性仿真 15

4.1.1暂态稳定性结果分析 18

4.2小干扰稳定性仿真 19

4.2.1系统小干扰稳定性改善方法 20

第5章 总结 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1高压输电及其稳定性分析背景、目的及意义

由于中国的能源分布不平衡，以及水电、风电等清洁能源的发展都在中国的西部及空旷的北部的边远地区，发电厂产生的电能不仅仅需要达到能够满足周围地区居民用电需求的状态，还要将电能输送给北京-广州铁路线以东和沿海经济发展比较快速、人口分布分布较为集中的地区，这些地区各个行业发展都比较迅速，因此对电能需求非常高^[1]。有的地区可能出现本区域发电厂的产生的电量可能不能满足本地区的用电需求情况，因此国家为了城市发展，需要把大规模产电区域的一部分电能传送到负荷比较大、比较集中的地区。由于一般电压等级输电线路自身条件的限制，不能保证电能资源安全地、稳定地进行长距离、大规模输电，因此需要能够进行高电压等级输电的线路来传输电能。

高压输电是指在电力系统中将发电厂中的发电机直接产生的电压经过线路一侧变电站的升压变压器进行升压以后,将电压等级较高的电能输送到输电线路上，在输电线路另一侧的变电站经过降压变压器把电压等级降低到能给用户（工业用电或者居民用电）使用的较低电压等级的一种输电方式。根据电力系统电能传输线路上输送的电压等级进行分类，可分为以下三种类型的电压等级：110kV和220kV的高压输电线路；330kV至750kV的超高压输电线路；1000kV及其以上的超高压输电线路^[2]。

对于高压输电来讲，输电线路的自然功率是衡量输电能力的一项重要特征参量，自然功率被认为是波阻抗负荷，当线路上传输的有功功率达到一定程度时，线路上无功功率的消耗与补偿处于一个平衡的状态，此时线路传输的功率即为自然功率，一般来讲线路上的视在功率如果超过自然功率时，线路上的无功功率不足，需要额外的补偿；线路上视在功率如果低于自然功率，那么会使输电线路上的电压等级发生改变，所以当输电功率一直保持在自然功率时，此时输电最为稳定，也最为经济。通过公式自然功率可以看出，当线路上电压保持一定时，输电线路上的阻抗越小，输出的自然功率就越大；当输电线路上的阻抗保持一定的时，线路上的电压等级越高，此时能够输出的自然功率越大。由于输电线路距离基本恒定，而使用超导体近乎无电阻率来建设输电线路成本过高，降低传输线路上的阻抗就目前来讲是一件不太现实的方式。所以如果要保持一个很高的自然功率，提高输电电压等级是增大线路输电能力的首选措施。而且在保持输送功率为定值条件下，输电线路的电压等级越高，能够取得更远的输送距离，以2000MW电力系统为例，500kV超高压输电线路能够输送的距离只有400km，而1000kV特高压输电线路输送距离能到达1300km，极大地提高了电力系统的输电规模，可以实现大区域电网联网运行，提高整体电网的运行效益。并且高压输电能够大幅降低线路损耗，通过可知，在传送功率一定时，电压等级越高的线路，线路上的电流越小，线路阻抗的发热功率也变小，在功率传输中能量损耗就变小，从而提高发电效率。另外，提高输电线路的电压等级，能够极大的提高输电容量，一根特高压输电线路的传输容量相当于三根超高压输电线路的容量，所以对于把电能从一个电站传送到另一个电站来讲，电压等级越高的线路传送同数值的功率容量时所需的线路更少，节省经济，且线路的横截面所需的空间更小，节省架空线路段的规划空间^[3]。