淺談電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)論文
淺談電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)論文
隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展成熟,我國越來越重視電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析問題。下面是學習啦小編為大家整理的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)論文，供大家參考。
電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)論文范文一：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析
摘要：電力系統(tǒng)作為一個強大的多維復雜系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)分析很重要。近年來，許多大型的電力系統(tǒng)引進了新型的設備，使得電力系統(tǒng)功能提高的同時，也更難控制了。由于電力系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性都增加了，電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的問題更應該得到重視。
關鍵字：電力系統(tǒng);穩(wěn)定性;控制因素
中圖分類號：F470.6 文獻標識碼：A
前言
上世紀20年代以來，許多電力方面的研究者就開始意識到電力系統(tǒng)存在著穩(wěn)定問題，并且許多研究者開始投入到電力系統(tǒng)的研究中。隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟的進步，電力系統(tǒng)越來越復雜和龐大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題也越來越突出，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來困難。
1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義
2004年，專家在報告中給出了新的電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定的分類，報告中對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定定義這樣描述的：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指在給定的初始運行方式下，一個電力系統(tǒng)受到物理擾動后仍能夠重新獲得運行平衡點，且在該平衡點大部分系統(tǒng)狀態(tài)量都未越限，從而保持系統(tǒng)完整性的能力。并且報告中指出電力系統(tǒng)的穩(wěn)定分為三大類，分別為電壓穩(wěn)定、功角穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，又由這三大類分成各個方面的子類。
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性在整個系統(tǒng)的正常工作中占據(jù)非常重要的地位，決定了限制交流遠距離輸電的輸電距離和限制交流電遠距離輸電的輸電能力。除此之外，隨著經(jīng)濟的發(fā)展與科技的進步，城市乃至鄉(xiāng)村的用電量逐漸的增長，從而導致了一些大型的電網(wǎng)其負荷中心的用電容量越來越大，因此長距離的重負荷輸電變得非常普遍。長距離的重負荷輸電導致電力系統(tǒng)的安全運行也出現(xiàn)了很多問題，因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要進一步加強。
2.電力系統(tǒng)穩(wěn)定文類
2.1功角穩(wěn)定
電力系統(tǒng)中的功角穩(wěn)定是指系統(tǒng)中互聯(lián)的同步電機保持同步的能力，電力系統(tǒng)同常見的功角穩(wěn)定問題主要是缺乏足夠的震蕩阻尼。相對于其他的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究，專家對于功角穩(wěn)定的研究起步比較早，因此在研究方法和研究成果上也比較成熟。電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的功角穩(wěn)定的研究主要是根據(jù)同步電機的電力矩變化以及同步電機的特性來找出導致功角不穩(wěn)定的一些因素，例如同步力矩不足，或者阻尼力矩不足等穩(wěn)定。功角穩(wěn)定中出現(xiàn)的主要問題是由缺乏足夠的同步轉矩而導致的靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定問題，除此之外還有因為缺乏足夠的阻尼轉矩而導致的小干擾穩(wěn)定和大干擾穩(wěn)定等問題。
2.2電壓穩(wěn)定
電力系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)定研究比較晚，但是在電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用非常重要，近年來也得到許多研究者的重視。電壓穩(wěn)定性是指在一定的出事運行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)突然遭受了擾動，但是電力系統(tǒng)的母線能夠維持穩(wěn)定電壓的能力。根據(jù)擾動的大小，電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定分為打干擾電壓穩(wěn)定和小干擾電壓穩(wěn)定。有關報告中指出，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定存在著一定的區(qū)別，但不是基于有功功率和無功功率之間的若耦合關系，電力系統(tǒng)在重負荷狀態(tài)下，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都受到擾動前有功和無功潮流影響。
2.3頻率穩(wěn)定
電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定也非常重要，一個電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在發(fā)生突然的有功功率擾動后，電力系統(tǒng)不發(fā)生頻率崩潰，并且系統(tǒng)的頻率能夠保持或者恢復到允許的頻率范圍內(nèi)的能力。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定主要用于研究 電力系統(tǒng)的低頻減載配置的有效性和合理性，除此之外還研究電力系統(tǒng)的旋轉備用容量以及計算機與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)問題。
電力系統(tǒng)的發(fā)電機組的一次調(diào)頻功能關系著電力系統(tǒng)電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性。近年來，由于城市化與工業(yè)化的推進，用電量越來越多，電網(wǎng)的規(guī)模也越來越大，因此電力系統(tǒng)的發(fā)電機組的一次調(diào)頻功能非常重要。為了滿足近年來電力需求的增長，使得電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行，需要加強調(diào)速系統(tǒng)的管理，制定電網(wǎng)頻率調(diào)整策略來提高電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。
3.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀
上個世紀20年代以來，許多電力方面的研究者就開始意識到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性存在著不少的問題，并且著手研究電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行等重要方面。近年來，由于經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，城市化及工業(yè)化都有了很大程度的發(fā)展，因此電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行變得尤其重要。由于近年來用電量的增大，電網(wǎng)的規(guī)模也越來越大，電力系統(tǒng)失穩(wěn)而出現(xiàn)的事故也頻頻發(fā)生，這些事故不僅危害了人身安全，也造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會影響，因此，有更多的學者投入到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究當中。對于電力系統(tǒng)問題的研究，功角穩(wěn)定研究起步比較早，研究相對成熟一些，電壓穩(wěn)定研究起步比較晚，但是近年來也受到了各國學者的高度重視。
4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制對象
4.1發(fā)電機勵磁
發(fā)電機勵磁控制的主要任務就是維持發(fā)電機或者其他控制點的電壓在給定的水平上以及提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此發(fā)電機勵磁控制有兩個目標：改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和滿足發(fā)電機機端電壓的調(diào)節(jié)特性，其中系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要是指功角穩(wěn)定。發(fā)電機勵磁控制的這兩個目標是互相矛盾的，因此大多數(shù)非線性勵磁控制器在發(fā)揮作用時以控制發(fā)電機的功角為主來提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行中，發(fā)電機勵磁控制作為一種經(jīng)濟、有效的穩(wěn)定控制措施受到廣大電力研究者的關注。同步發(fā)電機的勵磁控制器單元的工作原理如下：檢測同步發(fā)電機的電壓、功率、電流等狀態(tài)量，然后按照標準的控制規(guī)律對勵磁功率單元發(fā)出一定的控制信號，再通過控制勵磁功率單元的輸出來實現(xiàn)對勵磁系統(tǒng)的控制功能。
4.2負荷頻率
一個電力系統(tǒng)的負荷不是靜止的，而是經(jīng)常變化的，但是電力系統(tǒng)在運行時要保證功率的傳輸質量，因此依靠電力系統(tǒng)的頻率對發(fā)電機負荷進行控制是非常有必要的。電力系統(tǒng)在正常運行時，一般不會有太大的負荷變化，僅會遭受比較小的負荷變化，所以在研究負荷頻率時可以用線性模型來模擬電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。有資料提出了一些關于電力系統(tǒng)負荷頻率的研究，提出一種控制器叫做魯棒負荷頻率控制器，并且將這種控制器運用在電力系統(tǒng)中用來確保穩(wěn)定。魯棒控制器在電力系統(tǒng)的負荷頻率控制中，適用于處理小參數(shù)不確定性，而自適應控制則用于處理大參數(shù)不確定性，因此負荷頻率的控制進一步提高了參數(shù)不確定性的范圍。
4.3 FACTS控制
柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)是用于描述一些基于大功率電力電子器件的控制器，這種控制器應用最新的電子發(fā)展技術和現(xiàn)代控制技術對電力系統(tǒng)的參數(shù)和電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構進行有效的控制，并且有助于實現(xiàn)輸送功率的合理分配，降低輸送過程中的功率損耗和發(fā)電成本，大幅度地提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)依靠這樣的控制器，不僅能夠提高整個電網(wǎng)的功率傳輸能力，而且能夠使得電力系統(tǒng)更容易控制。
4.4原動機汽門/水門
近年來，在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究中，原動機的研究也逐漸豐富起來，其中，原動機的“調(diào)速”系統(tǒng)發(fā)生了很大的改進。先前的原動機多數(shù)采用機械液壓式“調(diào)速”系統(tǒng)，自從原動機改成了電液式“調(diào)速”系統(tǒng)，原動機的傳動方式也發(fā)生了很大的改變。電液式“調(diào)速”系統(tǒng)的原動機，通過汽門/水門對原動機的轉矩進行控制，能夠有效地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
5.結語
在現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展中，電力系統(tǒng)作為一個多維、多目標、關聯(lián)性和分散性都較大的復雜系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定運行非常重要。在研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，必須對電力系統(tǒng)內(nèi)部的結構及工作原理掌握深刻，更要對各種控制器的工作原理及注意事項了解全面，運用多種穩(wěn)定控制方法，使得電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行。
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電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)論文范文二：應用型人才培養(yǎng)中“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程探析
摘要：應用型技術人才的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)生產(chǎn)、管理、服務第一線，具備綜合職業(yè)能力和全面素質的高等技術應用型人才。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程是高職電力系統(tǒng)自動化技術專業(yè)中一門重要的專業(yè)課程，應適用于以能力為本位、培養(yǎng)實用型技能人才的需要。著重從課程內(nèi)容、課程實施結構、課程考核系統(tǒng)等方面探討課程構建，并結合應天職業(yè)技術學院的辦學實際，確立了具體實施方案，實踐證明該模式對應用型技術人才的培養(yǎng)提供了改革思路。
關鍵詞：高職高專;電力系統(tǒng);課程;構建
作者簡介：李煥(1971-)，男，遼寧海城人，應天職業(yè)技術學院機電工程系，講師，工程師。(江蘇 南京 210023)劉海濤(1972-)，女，湖北宜昌人，南京工程學院電力工程學院，副教授。(江蘇 南京 211167)
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079(2013)30-0126-02
一、應用型技術人才培養(yǎng)的背景
高等職業(yè)院校是高等學校的重要組成部分。從世界范圍看，高等職業(yè)教育是經(jīng)濟社會發(fā)展到一定階段出現(xiàn)的一種新型高等教育，是和傳統(tǒng)普通高等教育有著不同質的區(qū)別的另一種類型的高等教育，是以培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產(chǎn)、面向服務和管理第一線職業(yè)崗位的實用型、技術型和技能型專門人才為目的的高等教育，是職業(yè)技術教育的高等階段。
我國的高職教育起步較晚，發(fā)展擴張速度過快，在人才培養(yǎng)方面還存在很多不足。目前，很多高職院校的電力系統(tǒng)自動化技術專業(yè)沿襲了普通本科高校“重理論、輕實踐”的人才培養(yǎng)方案，然而高職院校的專業(yè)建設和人才培養(yǎng)目標與強調(diào)學科體系的本科院校有明顯的區(qū)別。[1-2]高職電力系統(tǒng)自動化技術專業(yè)的培養(yǎng)目標應兼顧學生職業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，“以服務為宗旨、以就業(yè)為導向”，著重于培養(yǎng)應用型技術人才，適應電力系統(tǒng)生產(chǎn)一線的需要。
“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程是應天職業(yè)技術學院電力系統(tǒng)自動化專業(yè)的核心課程。該課程的主要內(nèi)容為電力系統(tǒng)的組成和技術特點、電力系統(tǒng)接線方式和電壓等級、電力元件的參數(shù)計算及系統(tǒng)等值網(wǎng)絡、潮流的分析與計算、線路導線選擇、電壓調(diào)整和頻率調(diào)整、電力網(wǎng)絡經(jīng)濟運行等。
現(xiàn)階段，如何結合現(xiàn)有的教學和實驗手段，從而進一步提高“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程的教學效果，提升教學質量，為電力類應用型技術人才的培養(yǎng)提供可借鑒的思路和改革方向，是一個值得深思和探討的問題。
二、“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程中存在的問題
1.課程理論性強
“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程包括電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析，是一門理論分析嚴謹、涉及內(nèi)容廣泛的電氣工程自動化專業(yè)的核心課程。本課程既是后續(xù)專業(yè)課程電力系統(tǒng)繼電保護、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)自動裝置等相關課程的理論基礎，更是學生基本專業(yè)素質形成的關鍵課程。該課程內(nèi)容理論性強，知識體系嚴謹。在以應用性和技能性為基本要求的高職教學中，對理論知識的要求是以“必須，夠用”為度，因此，該課程在高職教學過程中存在著沖突與矛盾。
2.課程對于學生的運算能力、專業(yè)基礎能力要求較高
“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程涉及的基本學科有電路、電機、電磁理論等。對電氣理論、基本的分析和計算能力都有較高的要求。同時課程涉及的知識面廣，綜合知識的運用能力要求也比較高。
3.“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程結構上是以知識內(nèi)容為主線，強調(diào)知識結構和知識體系
傳統(tǒng)的結構為：電力系統(tǒng)的基本知識→元件的參數(shù)和等值電路→潮流計算→有功功率平衡及頻率調(diào)整→無功功率平衡及電壓調(diào)整→電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。這種結構對于高職學生來說，往往會造成知識內(nèi)容無法連貫，無法和實際應用有效結合。
三、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程的構建
1.課程內(nèi)容的重組
“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程是以學生的專業(yè)基本素質的培養(yǎng)、基本的運算能力、技能的提高為基本目標，結合符合高職培養(yǎng)目標，以項目化教學為基本方法進行重組的。高職教育對理論知識的要求是以“必須、夠用”為度，不強調(diào)理論知識的體系性。因此，對理論知識的要求應圍繞著工程實際應用。“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程包括電力系統(tǒng)的基本知識、電力元件的參數(shù)及等值電路、潮流計算、有功功率平衡及頻率調(diào)整、無功功率平衡及電壓調(diào)整、電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行等部分內(nèi)容。其中，電力系統(tǒng)基本知識方面要求重點掌握電力系統(tǒng)電壓等級的概念。在教學實踐中發(fā)現(xiàn)學生對額定電壓的概念不太容易理解和掌握，因此必須不斷強化額定電壓的概念，進行相應的訓練以加深理解;電力元件的參數(shù)及等值電路中要求會計算中等長度的架空線路、雙繞組變壓器的參數(shù)的計算，對于長線路、三繞組變壓器和自耦變壓器的參數(shù)不要求計算。對于參數(shù)的歸算，以掌握工程計算中常用的平均額定電壓之比計算為主，強調(diào)實用性，忽略知識結構的完整性;潮流計算工程中已實現(xiàn)計算機的計算，但手工計算是基礎，因此通過開式網(wǎng)的潮流計算來訓練潮流的基本計算方法和計算能力。對于計算機基礎較好的學生拓展介紹計算機算法;頻率調(diào)整重點要求學生掌握有功功率和頻率的關系，掌握一、二次調(diào)頻的過程，計算訓練強調(diào)對基本概念的理解;電壓調(diào)整重點掌握通過改變變壓器變比進行調(diào)壓的計算，其中重點訓練雙繞組變壓器的調(diào)壓計算。
應該指出的是，課程內(nèi)容的調(diào)整、重組與課程教學模式有很強的相關度，如何通過內(nèi)容的重組與教學模式的創(chuàng)新更好地融合是該課程教學實施中關鍵的問題。
2.課程教學模式的創(chuàng)新
新型教學理念要求以學生為教學的主體。傳統(tǒng)教育中以“課堂為主、教材為主、教師為主”，學生上課認真聽課、仔細做筆記是一種被動的學習，對于提高學生的技能和能力的效果并不理想。因此，在教學過程中要不斷強化學生的主動參與意識。讓學生針對問題主動學習，提高知識的運用能力，增強運用知識解決實際工程問題的能力。 首先，教師給學生下達項目任務，讓學生利用各種方法圍繞目標任務自行分組討論學習。在討論學習過程中，教師參與并引導討論，幫助學生理清思路，分解任務目標，分解知識點，尋找解決問題的方法和途徑;其次，由學生根據(jù)目標任務結合討論結果進行分析和計算;最終由老師總結知識點，解決疑難概念和計算中的問題，師生共同完成項目任務。
項目化的教學實踐性強，與真實世界密切聯(lián)系，學生的學習更加具有針對性和實用性;學生的學習有很大的自主性，學生可以根據(jù)自己的興趣選擇內(nèi)容和展示形式的決策機會，學生能夠自主、自由地進行學習，從而有效地促進學生創(chuàng)造能力的發(fā)展;項目化教學可以將長期項目與階段項目相結合，構成實現(xiàn)教育目標的認知過程，并具有學科交叉性和綜合能力運用的特點。
在本課程教學實踐中，采用了長期項目與階段性項目相結合的方法，即以某地區(qū)110kV區(qū)域電力網(wǎng)的設計為長期項目，分四個階段性項目(如表1所示)。
所有的教學工作都圍繞著總體的項目任務來展開。這種任務化的方法使得學生在學習過程中對工作目標始終是明確的。對于概念的掌握、基本計算能力的訓練都有很強的目的性和針對性，在具體實踐中取得了良好的教學效果。
3.課程考核方式的改革
考試既是檢驗學生學習效果的一種手段，也是檢查教師教學成效的重要途徑。為此，設置一種科學合理的考核方法也是教學改革中十分關鍵的環(huán)節(jié)之一。本課程傳統(tǒng)的考核方法是閉卷考試。閉卷考試作為考核的主要方法之一，是有其優(yōu)點的。但是在高職院校以能力為本位的應用型技術人才培養(yǎng)過程中，閉卷考試的不足之處也是非常明顯的。其最主要的缺點是對學生的技能不容易考查。
針對項目式教學方法的使用，在考核方式的改革實踐中可以加強形成性考核。即在每個階段性項目實施結束后進行階段性考核?？己说膬?nèi)容和形式可以是多種多樣的，如可以直接采用階段性項目實施結果作為考核依據(jù)，也可以在階段性項目實施過程中根據(jù)學生的學習情況、討論情況進行成績的采集，甚至可以對分組討論中學生分組配合、團隊協(xié)作的過程進行考核。因此，這種考核是全方位、多方面的，對學生的綜合能力、應用能力、協(xié)作能力都能進行比較全面的考查。
四、結論
高職教育的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)應用型專門技術人才。理論學習要求“必須、夠用”。通過“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程內(nèi)容的重組和教學模式的創(chuàng)新以及考核方式的改進實現(xiàn)了以工程應用為主線、技能培養(yǎng)為目標、將理論知識融于實際應用的良好互動。教學實踐證明，該方法使得學生不但較好地掌握了專業(yè)基礎知識，而且顯著提升了工程實踐能力，取得了良好的教學效果。
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