什么是電力系統(tǒng)？有哪些特點(diǎn)和基本要求？電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線(xiàn)路、用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)的特點(diǎn)是：電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)電、供電、用電必須同時(shí)完成，過(guò)渡過(guò)程非常迅速。對(duì)電能質(zhì)量要求很高，電能質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響各行各業(yè)。電力生產(chǎn)的事故，也是其它行業(yè)的災(zāi)難。電力系統(tǒng)的基本要求：①保證可靠地持續(xù)供電；②保證良好的電能質(zhì)量；③保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。簡(jiǎn)述保障電力系統(tǒng)安全的“三道防線(xiàn)”是什么？第一道防線(xiàn)：繼電保護(hù)速斷第一道防線(xiàn)是指正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)受到單一故障擾動(dòng)后，由繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作迅速切除故障，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電。第二道防線(xiàn)：切機(jī)、快關(guān)、電氣制動(dòng)、快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)等第二道防線(xiàn)是指正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)受到較嚴(yán)重的故障擾動(dòng)后，繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作后，由切除發(fā)電機(jī)和切除負(fù)荷等穩(wěn)定運(yùn)行。第三道防線(xiàn)：低頻減載甩負(fù)荷、解列第三道防線(xiàn)是指電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞后,由防止事故擴(kuò)大的穩(wěn)定控制施構(gòu)成第三道防線(xiàn)。采取解列電網(wǎng)等措施防止系統(tǒng)全部崩潰，保證部分重要用戶(hù)供電，避免長(zhǎng)時(shí)間、大面積停電。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的一般特點(diǎn)：（發(fā)展方向：市場(chǎng)化、信息化、數(shù)字化）大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng)，施行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)電力電子技術(shù)應(yīng)用，F(xiàn)ACTS交流和直流互聯(lián)系統(tǒng)大量新型負(fù)荷（信息電力）出現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用（計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信；數(shù)字化測(cè)控技術(shù)；GPS相角測(cè)量；定質(zhì)電力技術(shù)；數(shù)字電力系統(tǒng)；電子商務(wù)；新能源；電力電子設(shè)備；等等）什么是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問(wèn)題？什么是功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定？答：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問(wèn)題是當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀態(tài)下受到某種干擾后，能否經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間回到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)或者過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。電壓穩(wěn)定：電壓穩(wěn)定性，是指正常運(yùn)行情況下或遭受干擾后電力系統(tǒng)維持所有母線(xiàn)電壓在可以接受的穩(wěn)態(tài)值的能力。運(yùn)行著的電力系統(tǒng)在遭受干擾后的幾秒或幾分鐘內(nèi)，系統(tǒng)中一些母線(xiàn)電壓可能經(jīng)歷大幅度、持續(xù)性的降低，從而使得系統(tǒng)的完整性遭到破壞，功率不能正常地傳給用戶(hù)。這種情況稱(chēng)為系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。電壓穩(wěn)定的準(zhǔn)則：對(duì)系統(tǒng)中的每一母線(xiàn)，在給定的運(yùn)行條件下，當(dāng)注入母線(xiàn)的無(wú)功功率增加時(shí)其母線(xiàn)電壓幅值也同時(shí)增加。如果系統(tǒng)中至少有一個(gè)母線(xiàn)的電壓幅值（V）隨注入該母線(xiàn)的無(wú)功（Q）的增加而減小，則該系統(tǒng)是電壓不穩(wěn)定的。（對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)）功角穩(wěn)定：指系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)之間的相對(duì)功角失去穩(wěn)定性的現(xiàn)象。正常情況下，系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)以相同速度旋轉(zhuǎn)，機(jī)間相對(duì)轉(zhuǎn)子角度維持恒定，即處于同步運(yùn)行狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)中任何節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和頻率以及任何線(xiàn)路的傳輸功率為恒定值。如果系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中受到某種干擾，干擾的影響將通過(guò)互聯(lián)的電力網(wǎng)絡(luò)傳到各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，并使發(fā)電機(jī)的輸出電功率相應(yīng)發(fā)生改變，結(jié)果是使得在擾動(dòng)瞬間各發(fā)電機(jī)的機(jī)械輸入轉(zhuǎn)矩和輸出的電磁轉(zhuǎn)矩失去平衡，出現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不同程度的加速或減速，并導(dǎo)致各發(fā)電機(jī)之間轉(zhuǎn)子相對(duì)角的變化。如這種轉(zhuǎn)子角度的變化過(guò)程是隨時(shí)間衰減的，并能最終恢復(fù)到擾動(dòng)出現(xiàn)前的正常值或達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)值，則認(rèn)為在這種運(yùn)行方式和擾動(dòng)形式下系統(tǒng)是功角穩(wěn)定的。如果這種轉(zhuǎn)子角度的變化隨時(shí)間而加劇，并最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)間失去同步，則認(rèn)為系統(tǒng)在該運(yùn)行方式下對(duì)這種擾動(dòng)形式是功角不穩(wěn)定的。電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期穩(wěn)定：中期和長(zhǎng)期穩(wěn)定：系統(tǒng)受擾動(dòng)后在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)的持續(xù)功率不平衡問(wèn)題。其中包括：熱力機(jī)組的鍋爐動(dòng)態(tài)、水利機(jī)組的引水管動(dòng)態(tài)、自動(dòng)發(fā)電控制、電廠和輸電線(xiàn)保護(hù)/控制、變壓器飽和、負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)的非正常頻率效應(yīng)等。大停電事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)要合理具備合適的可靠的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置無(wú)功電源和電壓控制防止負(fù)荷大量轉(zhuǎn)移引起的惡性連鎖反應(yīng)建立好最后一道防線(xiàn)，防止長(zhǎng)時(shí)間大面積停電和對(duì)最重要用戶(hù)的破壞性停電“8.14”美加大停電：慘痛的教訓(xùn)可以化為珍貴無(wú)比的經(jīng)驗(yàn)。美加州電力危機(jī)，從某種程度上使人們對(duì)電力改革的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性有了新的認(rèn)識(shí)，改革舉措的出臺(tái)也因此變得比較謹(jǐn)慎了?？梢灶A(yù)計(jì)最近美、英的大停電事故的發(fā)生對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)今后的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。適當(dāng)控制電網(wǎng)的規(guī)模：電網(wǎng)規(guī)模越大，效益就越好，可靠性、互補(bǔ)性就越明顯，這幾乎已經(jīng)成為人們的共識(shí)。但同時(shí)以往只是在小范圍發(fā)生的事故現(xiàn)在隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大往往影響整個(gè)大的電網(wǎng)?，F(xiàn)在的電網(wǎng)規(guī)模為今天的大停電提供了“物質(zhì)基礎(chǔ)”。而且電網(wǎng)的規(guī)模越大，調(diào)度、運(yùn)行就存在具體的困難。因此應(yīng)該在系統(tǒng)發(fā)展的過(guò)程中，控制適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)規(guī)模。對(duì)陳舊的電網(wǎng)的改善：現(xiàn)在電網(wǎng)大規(guī)模事故頻繁發(fā)生的內(nèi)在原因是電網(wǎng)的相對(duì)陳舊。1.加強(qiáng)日常維護(hù)2.保證足夠的備用容量3.發(fā)展分散配置電網(wǎng)4.開(kāi)發(fā)分散式電源。研發(fā)新的自動(dòng)控制技術(shù)：在電力市場(chǎng)的條件下，系統(tǒng)的運(yùn)行條件越來(lái)越接近于穩(wěn)定極限。要想在這樣的運(yùn)行條件下盡可能的安全運(yùn)行，必須有足夠的運(yùn)行信息，和能夠快速反應(yīng)的自動(dòng)控制裝置，以便能夠盡可能快的處理系統(tǒng)事故。提高運(yùn)行人員的素質(zhì)：電力系統(tǒng)不管如何先進(jìn)自動(dòng)化程度如何高，歸根結(jié)底還需要人的操作才能運(yùn)轉(zhuǎn)。相對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，人既有較高的靈活性同時(shí)也有較高的不可靠性。在電力市場(chǎng)的苛刻運(yùn)行條件下，要保證安全運(yùn)行就需要運(yùn)行人員有更高的素質(zhì)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。今后對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員的素質(zhì)已經(jīng)是迫在眉睫的任務(wù)了。加強(qiáng)管制，采用統(tǒng)一分層管理，促進(jìn)信息協(xié)調(diào)：電力系統(tǒng)還需要有大量的規(guī)劃和協(xié)調(diào)，同時(shí)它還需要采取鼓勵(lì)措施來(lái)促使人們對(duì)傳輸線(xiàn)路進(jìn)行維修和更新。根據(jù)所有這些理由，取消管制規(guī)定的理論是失敗的。分散型電網(wǎng)管理也為大面積停電制造了空間。由于沒(méi)有統(tǒng)一調(diào)度，各家公司間各自為政，出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)協(xié)調(diào)舉措，容易導(dǎo)致部分地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間斷電。實(shí)行統(tǒng)一分層管理，改善整個(gè)系統(tǒng)中的通信條件，使得各控制中心之間可以實(shí)時(shí)交換信息。實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的信息共享，使操作人員可以及時(shí)得到更多關(guān)于本系統(tǒng)和鄰近系統(tǒng)的信息也應(yīng)該更加引起重視，以便能控制瞬間即可導(dǎo)致系統(tǒng)失步的擾動(dòng)，預(yù)防事故發(fā)生。加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)、政策的引導(dǎo)作用：電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題包括短期安全問(wèn)題和長(zhǎng)期安全問(wèn)題。短期安全問(wèn)題，是人們關(guān)心的重點(diǎn)。人們考慮的也比較周全。但是長(zhǎng)期安全問(wèn)題在市場(chǎng)的條件下就要靠加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)、政策引導(dǎo)來(lái)保證。建立緊急事故防御體系：要建立電力應(yīng)急機(jī)制，首先要花大力氣保護(hù)電力設(shè)施，對(duì)任何破壞電力設(shè)施的行為都應(yīng)該嚴(yán)辦，不應(yīng)該姑息手軟。第二，要及時(shí)檢查系統(tǒng)及主要城市電力供應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié)，采取必要的補(bǔ)救措施，第三，要徹底解決電力安全問(wèn)題，必須從需求側(cè)入手。隨后，還要積極研究，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問(wèn)題，作好預(yù)防恐怖襲擊的準(zhǔn)備。大停電分析的結(jié)論：改革和發(fā)展與安全應(yīng)當(dāng)是并行不悖、相輔相成的，電力系統(tǒng)體制改革的推進(jìn)不是以犧牲電力系統(tǒng)安全、可靠性為代價(jià)，相反，改革和發(fā)展的目的之一就是要實(shí)現(xiàn)更高的安全、可靠性這一目標(biāo)。同時(shí)電力系統(tǒng)的安全也是電力改革能否順利進(jìn)行的重要條件和成功與否的重要標(biāo)志。在電力市場(chǎng)化的今天，在電力改革的過(guò)渡時(shí)期會(huì)給電力可靠性帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)眾多的重大事故，在今后的發(fā)展過(guò)程中必須認(rèn)識(shí)到電力系統(tǒng)的改革和發(fā)展必須高度重視安全問(wèn)題。防止系統(tǒng)失穩(wěn)的措施：規(guī)劃（幾十年，幾年）電源，線(xiàn)路，配電，（負(fù)荷?）運(yùn)行規(guī)劃（年度，季度，周，天）檢修安排，緊急檢修，（負(fù)荷）在線(xiàn)/實(shí)時(shí)運(yùn)行，安全監(jiān)視，預(yù)防控制，校正控制提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的主要措施：采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置；采用分裂導(dǎo)線(xiàn)；提高線(xiàn)路的額定電壓等級(jí)；改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減小電氣距離；采用串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備；采用并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備。提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的主要措施：故障的快速切除和自動(dòng)重合閘裝置的應(yīng)用；發(fā)電機(jī)采用快速?gòu)?qiáng)行勵(lì)磁裝置；采用電氣制動(dòng)；變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；通過(guò)快關(guān)和切機(jī)減小原動(dòng)機(jī)出力；高壓直流（HVDC）輸電聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的控制。電網(wǎng)可用輸電能力問(wèn)題：可用傳輸能力（ATC）的定義：ATC（AvailableTransferCapability）是輸電網(wǎng)傳輸能力的一種度量標(biāo)準(zhǔn)，它反映出在已成交的傳輸容量基礎(chǔ)上，輸電網(wǎng)對(duì)市場(chǎng)交易還可提供的最大傳輸容量。它隨時(shí)間的推移、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化和斷面的不同而改變。ATC=TTC-TRM-ETC-CBM，ATC：可用傳輸容量；TTC：全部傳輸容量；TRM：傳輸可靠裕度；ETC：現(xiàn)有傳輸計(jì)劃；CBM：容量效益裕度。輸電網(wǎng)建立開(kāi)放準(zhǔn)入機(jī)制以后，為了更好地提高轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)，電網(wǎng)必須要準(zhǔn)確地知道自身的最大輸電能力，以及扣除實(shí)際傳輸容量以后，所能進(jìn)一步完成的傳輸能力，以便準(zhǔn)備進(jìn)行更多的傳輸，預(yù)防因傳輸能力的不足而引起的阻塞現(xiàn)象發(fā)生。一系列的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)約束阻礙了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和輸電線(xiàn)路的擴(kuò)展。在這種情況下，盡管電網(wǎng)盡可能地發(fā)展以保證輸電能力，實(shí)際上受能源分布和負(fù)荷需求雙方的制約，電網(wǎng)本身仍然存在阻塞和網(wǎng)損等問(wèn)題，必須要發(fā)展一定的可以靈活調(diào)節(jié)的控制措施和設(shè)備。FACTS技術(shù)的出現(xiàn)為電網(wǎng)解決這一問(wèn)題提供了一個(gè)有效的手段。研究方向：評(píng)估與計(jì)算；市場(chǎng)定價(jià)；ATC的提高（FACTS）。ATC的研究方法：連續(xù)潮流法；最優(yōu)潮流法；靈敏度分析法。ATC的特點(diǎn)：它與傳統(tǒng)概念上的功率傳輸極限或最大傳輸容量有關(guān)，而且比它們涉及的范圍更寬,不僅需要計(jì)算某一輸電線(xiàn)路、重要斷面或母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的ATC，甚至還需計(jì)算同一時(shí)刻多條輸電線(xiàn)路、多個(gè)重要斷面或多個(gè)母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的ATC。此外，ATC還融入了電力市場(chǎng)的特征，取決于市場(chǎng)交易量大小、交易地點(diǎn)及交易合同的持續(xù)時(shí)間。因此，雖然ATC的概念本身并不復(fù)雜，但它涉及的方面卻很廣，這增加了ATC計(jì)算的難度，同時(shí)也使ATC在電力市場(chǎng)中的作用更大，應(yīng)用范圍更廣。常用仿真程序及其特點(diǎn)：名稱(chēng)研究現(xiàn)象主要功能主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)EMTP電磁暫態(tài)分析交流系統(tǒng)電磁過(guò)程應(yīng)用廣泛，尤其在過(guò)電壓分析方面界面不夠友好，建模格式較為嚴(yán)格，直流模型不完備PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)直流系統(tǒng)特性分析、交直流相互影響研究，直流工程系統(tǒng)研究，F(xiàn)SC和TCSC性能研究HVDC和FACTS模型完備，圖形化界面大規(guī)模電網(wǎng)仿真計(jì)算速度較慢、模型搭建工作量較大、需要進(jìn)行電網(wǎng)等值EMPTPE電磁暫態(tài)電磁暫態(tài)分析及電力電子數(shù)字仿真在電力電子仿真方面較EMTP有優(yōu)勢(shì)界面不夠友好，建模格式較為嚴(yán)格，應(yīng)用還不普及NETOMAC電磁/機(jī)電暫態(tài)時(shí)域仿真，頻域分析，參數(shù)辨識(shí)和優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)等值，與RTDS對(duì)接功能強(qiáng)大掌握較困難，潮流計(jì)算收斂性較差，輸入輸出界面不友好，閱讀困難，無(wú)法方便繪制地理接線(xiàn)圖格式的潮流圖，電磁暫態(tài)仿真功能在實(shí)際中應(yīng)用較少BPA機(jī)電暫態(tài)潮流、穩(wěn)定計(jì)算、短路電流計(jì)算，電網(wǎng)等值應(yīng)用廣泛，具有單線(xiàn)圖及地理接線(xiàn)圖格式潮流圖程序，穩(wěn)定曲線(xiàn)作圖工具沒(méi)有用戶(hù)自定義功能，HVDC和FACTS及其控制模型不夠完善，難以精確反映交流系統(tǒng)中的電磁暫態(tài)特性，與其他仿真程序之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換較為困難PSASP機(jī)電暫態(tài)潮流、穩(wěn)定計(jì)算。短路電流計(jì)算，靜態(tài)安全分析，小擾動(dòng)分析，電壓穩(wěn)定分析，系統(tǒng)等值國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)，能繪制潮流圖，具有用戶(hù)自定義功能HVDC、TCSC等FACTS設(shè)備模型不夠詳細(xì)，自定義功能實(shí)際使用具有一定的局限性PSS/E機(jī)電暫態(tài)潮流計(jì)算及優(yōu)化，穩(wěn)定計(jì)算，短路電流計(jì)算，電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析國(guó)際上影響較大，潮流計(jì)算及優(yōu)化，電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析有優(yōu)勢(shì)與BPA數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換還不方便，用戶(hù)自定義建模不夠方便SIMPOW機(jī)電暫態(tài)潮流，穩(wěn)定計(jì)算，短路電流計(jì)算，小干擾分析，諧波注入干擾分析，HVDC，F(xiàn)ACTS模型詳細(xì)，具有自定義建模功能，仿真步長(zhǎng)可變，程序調(diào)試功能強(qiáng)大沒(méi)有地理接線(xiàn)圖工具，計(jì)算結(jié)構(gòu)不夠直觀EUROSTAG機(jī)電暫態(tài)，中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定機(jī)電暫態(tài)、中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，自動(dòng)減載措施，反事故措施，恢復(fù)措施分析，電壓碰虧和大停電分析適合研究電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，交互性強(qiáng)，可以自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行步長(zhǎng)調(diào)整，已有漢化版本在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還不普及MATLAB暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)值積分法：亦稱(chēng)逐步積分法（Stepbystep）或時(shí)域仿真法(TimeDomainSimulation)。將電力系統(tǒng)中各元件模型，根據(jù)它們之間的拓?fù)潢P(guān)系形成全系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（非線(xiàn)性的微分和代數(shù)方程組），然后以穩(wěn)態(tài)工況即潮流解為初值，求擾動(dòng)下的數(shù)值解，即逐步求得系統(tǒng)狀態(tài)量和代數(shù)量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，并根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線(xiàn)來(lái)判別系統(tǒng)在大擾動(dòng)下能否保持同步運(yùn)行，即暫態(tài)穩(wěn)定性。時(shí)域仿真法分析過(guò)程：潮流計(jì)算；建立數(shù)學(xué)模型；確定解算方法（小擾動(dòng)穩(wěn)定【弱非線(xiàn)性】：采用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)直接線(xiàn)性化方法求解。大擾動(dòng)穩(wěn)定（強(qiáng)非線(xiàn)性）：采用分段線(xiàn)性化方法，如：分段積分法、改進(jìn)歐拉法、龍格-庫(kù)塔法等。）；結(jié)果分析。穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型：微分方程的構(gòu)成（發(fā)電機(jī)磁鏈及電壓方程；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程；勵(lì)磁系統(tǒng)方程；原動(dòng)機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)方程；動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型；）代數(shù)方程的構(gòu)成（網(wǎng)絡(luò)方程；發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓方程；靜態(tài)負(fù)荷模型）功角暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)：電網(wǎng)遭受每一次大擾動(dòng)后，引起電力系統(tǒng)各機(jī)組之間功角相對(duì)增大，在經(jīng)第一、第二搖擺不失步。數(shù)值積分法的收斂性問(wèn)題：要根據(jù)給定的初值通過(guò)迭代計(jì)算出結(jié)果。顯式積分法：任何時(shí)刻的數(shù)值都是從前一時(shí)刻的數(shù)值計(jì)算得來(lái)的，包括歐拉法、和R-K法。收斂性易受計(jì)算步長(zhǎng)和系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)影響。隱式積分法：收斂性好。時(shí)域仿真法的優(yōu)點(diǎn)：是目前暫態(tài)穩(wěn)定分析的主流方法；直觀、信息豐富、可獲得各種量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；可適應(yīng)各種元件模型及保護(hù)控制模型，可適應(yīng)各種元件非線(xiàn)性及離散操作、適應(yīng)有幾百臺(tái)機(jī)組、幾千條線(xiàn)路、幾千個(gè)母線(xiàn)的大規(guī)模系統(tǒng)；可采用數(shù)值穩(wěn)定性好，并有良好工程精度的計(jì)算方法；可采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)優(yōu)化、稀疏矩陣技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)等方法節(jié)省計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和機(jī)時(shí)；可作為各種物理問(wèn)題及控制對(duì)策的時(shí)域分析和校驗(yàn)手段等等。時(shí)域仿真法的主要缺點(diǎn)：逐步積分速度慢、耗費(fèi)機(jī)時(shí)；可以判斷穩(wěn)定與否，但難以給出穩(wěn)定裕度，不能定量地描寫(xiě)穩(wěn)定程度；是離線(xiàn)分析的主要方法，不能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)安全分析；對(duì)于大量輸出的信息利用率低、效益差；對(duì)于低頻振蕩問(wèn)題的分析，只能給出時(shí)域信息，無(wú)頻域信息，物理透明度差，不利于控制對(duì)策的研究等等。時(shí)域仿真法的發(fā)展方向：對(duì)于如勵(lì)磁和調(diào)速等控制系統(tǒng)，采用用戶(hù)自定義的模塊化子系統(tǒng)模型；加入電磁暫態(tài)模型，適應(yīng)越來(lái)越多的電力電子設(shè)備的計(jì)算；研究提高計(jì)算速度的硬件和軟件方法；采用數(shù)字＋模擬的混合仿真方式；進(jìn)行模型參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)定，以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度；改善人機(jī)界面，提高數(shù)據(jù)庫(kù)的通用性；加強(qiáng)對(duì)輸出結(jié)果的分析功能；適應(yīng)中長(zhǎng)期穩(wěn)定分析；考慮概率因素的暫態(tài)穩(wěn)定分析；與直接法結(jié)合的新方法；研究與模式識(shí)別法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等非模型方法的結(jié)合。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型有何特點(diǎn)？一般有哪些求解算法？電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型包括系統(tǒng)中元件的微分方程了電網(wǎng)絡(luò)部分的代數(shù)方程，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立既能求解狀態(tài)量又能求解代數(shù)量。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的求解算法可以分為時(shí)域仿真法和直接法。時(shí)域仿真即對(duì)數(shù)學(xué)方程進(jìn)行數(shù)值積分逐步求得系統(tǒng)的狀態(tài)量和代數(shù)量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，直接法通過(guò)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)能量函數(shù)的設(shè)計(jì)和對(duì)穩(wěn)定判據(jù)的計(jì)算來(lái)分析系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。等面積定則的物理本質(zhì)是什么？為什么說(shuō)它是判斷暫態(tài)穩(wěn)定的基本準(zhǔn)則？有何應(yīng)用？等面積定則是判斷暫態(tài)穩(wěn)定的基本準(zhǔn)則，請(qǐng)簡(jiǎn)述其內(nèi)容和物理意義。（直接法在單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中，等效于等面積定則）等面積等則的應(yīng)用：確定切除短路的極限角在三相或單相重合閘時(shí)暫態(tài)穩(wěn)定的校驗(yàn)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)振蕩的作用兩個(gè)功率可比的發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性本質(zhì)：從運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量變化關(guān)系判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。為什么是基本準(zhǔn)則：它能給出定性的分析和顯示系統(tǒng)在大干擾下的特性；能簡(jiǎn)單闡明穩(wěn)定的物理過(guò)程。機(jī)組在加速或減速過(guò)程中所儲(chǔ)存的或消耗的動(dòng)能，應(yīng)等于轉(zhuǎn)子軸上過(guò)剩轉(zhuǎn)矩所做的功，即：機(jī)組所儲(chǔ)存或消耗的動(dòng)能即為功率特性圖上過(guò)剩的功率對(duì)積分所得的面積，從圖上可知，機(jī)組加速過(guò)程中儲(chǔ)存的動(dòng)能為：機(jī)組在減速過(guò)程中消耗的動(dòng)能為：若達(dá)到f點(diǎn)時(shí)，角不再增加，說(shuō)明機(jī)組在加速過(guò)程中儲(chǔ)存的動(dòng)能等于減速過(guò)程中消耗的動(dòng)能，即等面積定則實(shí)質(zhì)上是依據(jù)能量守恒定律得來(lái)的。左端為過(guò)剩轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角位移所作的功，等于轉(zhuǎn)子在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能的增加，為加速面積；右端為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角位移所作的功，等于轉(zhuǎn)子動(dòng)能的減少，為減速面積。暫態(tài)穩(wěn)定的“等面積定則”必須滿(mǎn)足面積abcd=defg的條件，轉(zhuǎn)子才能再一次回到同步轉(zhuǎn)速，功角才不再繼續(xù)增大。面積abcd稱(chēng)為加速面積，面積defg稱(chēng)為減速面積。因此，加速面積與減速面積相等是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件。在同樣的切除時(shí)間條件下，擾動(dòng)越大，即P2越小，加速面積越大，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平越低。另外正常運(yùn)行點(diǎn)越高，也會(huì)造成加速面積大于減速面積，使系統(tǒng)不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。加速面積=減速面積的最高正常運(yùn)行點(diǎn)就是暫態(tài)穩(wěn)定極限。即P0在一定位置時(shí)，abcd=defk’就是暫態(tài)穩(wěn)定極限。物理意義：在上圖中畫(huà)出了發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行P1、故障P2和故障切除P3三種狀態(tài)下的功率特性曲線(xiàn)。假定機(jī)械功率PT始終保持P0。圖中a點(diǎn)表示正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)。發(fā)生短路后功率特性立即降為P2，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，轉(zhuǎn)子角度不會(huì)立即發(fā)生變化，其相對(duì)于無(wú)限大系統(tǒng)母線(xiàn)的角度δ0仍然保持不變。因此發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)由a點(diǎn)突然變至b點(diǎn)，輸出功率顯著減少，而原動(dòng)機(jī)機(jī)械功率PT不變，故產(chǎn)生較大的過(guò)剩功率。故障情況愈嚴(yán)重，P2功率曲線(xiàn)幅值愈低（三相短路時(shí)為零），則過(guò)剩功率愈大。在過(guò)剩轉(zhuǎn)矩的作用下發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將加速，其相對(duì)速度（相對(duì)于同步轉(zhuǎn)速）和相對(duì)角度δ逐漸增大，使運(yùn)行點(diǎn)由b點(diǎn)向c點(diǎn)移動(dòng)。如果故障永久存在下去，則始終存在過(guò)剩轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)將不短加速，最終與無(wú)限大系統(tǒng)失去同步。實(shí)際上，短路后繼電保護(hù)轉(zhuǎn)置將迅速動(dòng)作切除故障線(xiàn)路。假設(shè)在c點(diǎn)時(shí)將故障切除，則發(fā)電機(jī)的功率特性為P3，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從c點(diǎn)突然變至e點(diǎn)（同樣由于δ不能突變）。這時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率比原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率大，使轉(zhuǎn)子受到制動(dòng)，轉(zhuǎn)子速度逐漸減慢。但由于此時(shí)的速度已經(jīng)大于同步轉(zhuǎn)速，所以相對(duì)角度還要繼續(xù)增大。假設(shè)制動(dòng)過(guò)程延續(xù)到f點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速才會(huì)到同步轉(zhuǎn)速，則δ角不再增大。但是，在f點(diǎn)是不能持續(xù)運(yùn)行的，因?yàn)檫@時(shí)機(jī)械功率和電磁功率仍不平衡，前者小于后者。轉(zhuǎn)子將繼續(xù)減速，δ開(kāi)始減小，運(yùn)行點(diǎn)沿功率特性P3由f點(diǎn)向e、k點(diǎn)轉(zhuǎn)移。在達(dá)到k點(diǎn)以前轉(zhuǎn)子一直減速，轉(zhuǎn)子速度低于同步速。在k點(diǎn)雖然機(jī)械功率與電磁功率平衡，但由于這時(shí)轉(zhuǎn)子速度低于同步轉(zhuǎn)速，δ繼續(xù)減小。但越過(guò)k點(diǎn)以后機(jī)械功率開(kāi)始大于電磁功率，轉(zhuǎn)子又加速，因而δ一直減小到轉(zhuǎn)速恢復(fù)同步轉(zhuǎn)速后又開(kāi)始增大。此后運(yùn)行點(diǎn)沿著P3開(kāi)始第二次振蕩。如果振蕩過(guò)程中沒(méi)有任何能量損耗，則第二次δ又將增大至f點(diǎn)的對(duì)應(yīng)角度δmax，以后就一直沿著P3往復(fù)不已地振蕩。實(shí)際上，振蕩過(guò)程中總有能量損耗，或者說(shuō)總存在著阻尼作用，因而振蕩逐漸衰減，發(fā)電機(jī)最后停留在一個(gè)新的運(yùn)行點(diǎn)k上運(yùn)行。k點(diǎn)即故障切除后功率特性P3與PT的交點(diǎn)。如果故障線(xiàn)路切除得比較晚，這時(shí)在故障線(xiàn)路切除前轉(zhuǎn)子加速已比較嚴(yán)重，因此當(dāng)故障線(xiàn)路切除后，在到達(dá)f點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速仍大于同步轉(zhuǎn)速。甚至在到達(dá)k’時(shí)轉(zhuǎn)速還未降至同步轉(zhuǎn)速，因此δ就將越過(guò)k’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度δk’。而當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)越過(guò)k’點(diǎn)后，轉(zhuǎn)子又立即承受加速轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速又開(kāi)始升高，而且加速度愈來(lái)愈大，δ將不斷增大，發(fā)電機(jī)和無(wú)限大系統(tǒng)之間終將視區(qū)同步。暫態(tài)穩(wěn)定分析的直接法：對(duì)于一個(gè)自由的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，若系統(tǒng)的總能量V（V(x)>0，x為狀態(tài)空間向量）隨時(shí)間的變化率恒為負(fù)，則系統(tǒng)總能量不斷減小，直至最終達(dá)到一個(gè)最小值，即平衡狀態(tài)，則此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。反之，若V隨時(shí)間的變化率不為負(fù)，則系統(tǒng)能量將不斷增大，則此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。李雅普諾夫直接法分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)越性：能快速判斷電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不需要計(jì)算微分方程；對(duì)某一種故障，能直接估計(jì)其極限故障切除時(shí)間；在某一故障切除后，電力系統(tǒng)若不穩(wěn)定，可以預(yù)指出其不穩(wěn)定的模式和不穩(wěn)定的程度。直接法的應(yīng)用：穩(wěn)定度的靈敏度分析；動(dòng)穩(wěn)定極限計(jì)算；失穩(wěn)判斷；啟動(dòng)失穩(wěn)緊急自動(dòng)控制；大系統(tǒng)暫穩(wěn)分析；電壓穩(wěn)定分析；對(duì)時(shí)域仿真結(jié)果進(jìn)行分析。怎樣用直接法判斷單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性？動(dòng)能：初始動(dòng)能（切除時(shí)刻）：勢(shì)能：初始總能量：臨界能量：直接法分析穩(wěn)定有何特點(diǎn)？直接法的物理本質(zhì)是等面積定則，也就是能量守恒；能量函數(shù)及臨界能量的確定是直接法的關(guān)鍵，有了它們也就知道了穩(wěn)定情況；直接法沒(méi)有給出形成能量函數(shù)的一般規(guī)律；多機(jī)系統(tǒng)的臨界能量不唯一；穩(wěn)定的定義是能量函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)小于零，實(shí)際判斷穩(wěn)定是根據(jù)初始能量和臨界能量之差？直接法對(duì)穩(wěn)定的評(píng)價(jià)結(jié)果怎樣？穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)就是比較干擾結(jié)束時(shí)暫態(tài)能量函數(shù)值和相關(guān)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)能量函數(shù)的臨界值?？焖俚けＪ亍Ｓ捎诶钛牌罩Z夫穩(wěn)定理論是給出充分條件，而非必要條件，所以其計(jì)算結(jié)果是保守的，而且保守性隨電力系統(tǒng)規(guī)模的增加而迅速增大。李雅普諾夫直接法在電力系統(tǒng)中的進(jìn)一步研究：模型的完善，采用較精確的發(fā)電機(jī)模型，計(jì)及調(diào)節(jié)器，特別是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用，保留網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)及非線(xiàn)性負(fù)荷特性，直流輸電模型等大規(guī)?；ヂ?lián)電力系統(tǒng)中暫態(tài)能量函數(shù)的應(yīng)用。引進(jìn)微分幾何理論研究新的穩(wěn)定域計(jì)算方法，進(jìn)一步改善保守性。（由于李雅普諾夫穩(wěn)定理論是給出充分條件，而非必要條件，所以其計(jì)算結(jié)果是保守的，而且保守性隨電力系統(tǒng)規(guī)模的增加而迅速增大）。在暫態(tài)能量函數(shù)法中應(yīng)用人工智能等理論和并行算法，在實(shí)時(shí)運(yùn)行中識(shí)別重要的事故情況，估計(jì)系統(tǒng)的安全性。改進(jìn)算法，提高計(jì)算速度，使之達(dá)到實(shí)用，應(yīng)用于失步檢測(cè)、穩(wěn)定控制、穩(wěn)定的靈敏度分析、極限故障切除時(shí)間或極限輸電功率的計(jì)算。時(shí)域仿真法直接法主流方法輔助方法準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度低、有保守性采用精確模型采用簡(jiǎn)單模型計(jì)算速度慢計(jì)算速度快離線(xiàn)在線(xiàn)不能給出穩(wěn)定裕度可以給出穩(wěn)定裕度給出豐富信息計(jì)算結(jié)果單一應(yīng)用Lyapunov（李雅普諾夫）直接法判斷電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)是什么？（06年試題）Lyapunov第一法（線(xiàn)性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)）：線(xiàn)性系統(tǒng)（包括線(xiàn)性化的非線(xiàn)性系統(tǒng)）特征方程的特征根：全部具有負(fù)的實(shí)部，則實(shí)際系統(tǒng)是穩(wěn)定的；只要有一個(gè)實(shí)部為正的特征根，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的；即使只有一個(gè)實(shí)部為0，其余都具有負(fù)的實(shí)部，那么實(shí)際系統(tǒng)就不能靠線(xiàn)性化的數(shù)學(xué)模型來(lái)判斷其穩(wěn)定性。Lyapunov第二法（非線(xiàn)性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)（亦適用線(xiàn)性系統(tǒng)））：對(duì)于非線(xiàn)性系統(tǒng)其中為狀態(tài)空間向量。如果存在一個(gè)正定的標(biāo)量函數(shù)它的全微分是負(fù)定的，則該系統(tǒng)在平衡點(diǎn)是穩(wěn)定的。小擾動(dòng)穩(wěn)定：概念：系統(tǒng)受小擾動(dòng)后維持原來(lái)運(yùn)行狀態(tài)的能力。這時(shí)的非線(xiàn)性系統(tǒng)可以直接線(xiàn)性化，然后應(yīng)用線(xiàn)性系統(tǒng)的方式判斷穩(wěn)定。對(duì)線(xiàn)性系統(tǒng)的穩(wěn)定，可以通過(guò)特征根的特性來(lái)判斷，有了特征根也就有了線(xiàn)性系統(tǒng)的解。小擾動(dòng)下的系統(tǒng)主要是振蕩穩(wěn)定問(wèn)題，要么是衰減振蕩穩(wěn)定，要么是增幅振蕩不穩(wěn)定。主要和系統(tǒng)的阻尼有關(guān)。低頻振蕩：整個(gè)原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子，相對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，其振蕩頻率通常在每分鐘幾個(gè)周波至幾十個(gè)周波范圍內(nèi)。原因：弱阻尼或負(fù)阻尼。重負(fù)荷、長(zhǎng)距離送電、有強(qiáng)勵(lì)磁的大機(jī)組。區(qū)域間振蕩模式（interareamode）0.2~0.5Hz區(qū)域內(nèi)振蕩模式（local/plantmode）1Hz以上PMU的應(yīng)用運(yùn)行監(jiān)視（動(dòng)態(tài)）功角測(cè)量，PMU能實(shí)時(shí)第將低頻振蕩的頻率求出來(lái)仿真的校驗(yàn)，采集或計(jì)算實(shí)驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，和仿真作對(duì)比在第三道防線(xiàn)中的應(yīng)用PMU在第二道防線(xiàn)中的應(yīng)用有困難：比如，某聯(lián)絡(luò)線(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)不窩電，進(jìn)行強(qiáng)送，已經(jīng)超過(guò)了穩(wěn)定極限，實(shí)際中這種情況是會(huì)出現(xiàn)的，調(diào)度人員心里也清楚。在這樣的情勢(shì)下，一旦聯(lián)絡(luò)線(xiàn)故障，就要采取切機(jī)、切負(fù)荷等措施。故障時(shí)，要求在幾百ms的時(shí)間之內(nèi)保證暫態(tài)穩(wěn)定，而PMU的數(shù)據(jù)傳輸，采用TCP/IP協(xié)議，有40～50ms的傳輸延時(shí)，所以保能保證在這幾百ms的時(shí)間之內(nèi)，PMU有所作為，實(shí)際上，目前對(duì)PMU在穩(wěn)控方面的研究主要應(yīng)用在第三道防線(xiàn)。應(yīng)用于廣域保護(hù)廣域保護(hù)－－WideAreaProtection實(shí)際上是從國(guó)外借鑒過(guò)來(lái)的概念，國(guó)外所作的實(shí)際上就是穩(wěn)定控制，國(guó)內(nèi)可能會(huì)有新的研究方向次同步諧振和扭振電磁振蕩與機(jī)械振蕩共振，“機(jī)電扭振互作用”（electromechanicaltorsionalinteraction），電氣系統(tǒng)中的LC諧振在一定條件下會(huì)激發(fā)發(fā)電機(jī)的軸系扭振，降低了大軸的疲勞壽命，從而造成了大軸的扭振破壞。1970和1971年，美國(guó)Mohave電廠，790MW，軸長(zhǎng)50m，扭斷。2002年河北漳澤電廠機(jī)組大軸扭斷.扭振：汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子很長(zhǎng)，形成由多個(gè)質(zhì)量體通過(guò)“彈簧”連接的轉(zhuǎn)子模型，各部分質(zhì)量體所受到的轉(zhuǎn)矩方向、大小各不相同，相互之間發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振蕩叫扭振。是一種機(jī)械振蕩。常見(jiàn)的扭振頻率為22.4Hz、29.6Hz和52.7Hz等。原因：串聯(lián)電容補(bǔ)償；HVDC控制；SVC、PSS控制；擾動(dòng)（快關(guān)、單相重合閘）。扭振（機(jī)械振蕩）在定子中產(chǎn)生同樣頻率的電流和磁場(chǎng)；次同步諧陣（電磁振蕩）形成的同頻率的流會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生同頻率的轉(zhuǎn)矩。這兩者的頻率互補(bǔ)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振。形成機(jī)械能和電磁能之間的振蕩交換。防治對(duì)策：降低串補(bǔ)度；采用可控串補(bǔ)；串聯(lián)阻波器；濾波器控制；勵(lì)磁控制。HVDC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：沒(méi)有穩(wěn)定問(wèn)題，可以提高互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定水平；可以作為大系統(tǒng)互聯(lián)的分割點(diǎn)；能實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)控制，如定電壓控制、定功率控制、定電流控制等，而且相應(yīng)速度快；輸電線(xiàn)電壓分布平穩(wěn)，沒(méi)有無(wú)功問(wèn)題，沒(méi)有充電功率，不需要電抗器補(bǔ)償；可以聯(lián)系兩個(gè)不同頻率的系統(tǒng)；輸送相同功率時(shí)，線(xiàn)路造價(jià)低；線(xiàn)路有功損耗??；適合長(zhǎng)距離輸電；適宜海底電纜輸電；能限制系統(tǒng)的短路電流；調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠；兩端輸電方式易于擴(kuò)建。HVDC技術(shù)的缺點(diǎn)：換流站造價(jià)較高；換流器運(yùn)行時(shí)消耗無(wú)功較多；可控硅元件過(guò)載能力差；整流設(shè)備是諧波源；無(wú)直流斷路器；對(duì)大地和海水回路中的金屬物體有腐蝕作用；只能實(shí)現(xiàn)兩端直流，無(wú)多端直流；接地技術(shù)復(fù)雜；在絕緣方面比交流要求高。HVDC的應(yīng)用：遠(yuǎn)距離大功率送電；海底電纜送電；交流系統(tǒng)間的非同步聯(lián)絡(luò)；互聯(lián)大系統(tǒng)限制短路電流的措施；向大城市高密度負(fù)荷中心供電；提高互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定水平；適合一些新能源發(fā)電。HVDC的控制：控制內(nèi)容：運(yùn)行控制；故障控制；繼電保護(hù)；開(kāi)關(guān)操作；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；通信系統(tǒng)；控制對(duì)象：整流器、逆變器的觸發(fā)脈沖直流系統(tǒng)的電壓、電流和功率換流變壓器的控制換流站交流側(cè)的無(wú)功和電壓控制直流側(cè)對(duì)交流側(cè)的頻率和穩(wěn)定的控制換流站交流側(cè)的諧波及電能質(zhì)量控制直流系統(tǒng)的通信（直流載波）直流側(cè)：觸發(fā)角控制（整流側(cè)的滯后觸發(fā)角α，逆變側(cè)的越前觸發(fā)角β），可以快速地大范圍地控制電流和電壓；交流側(cè)：換流變壓器帶負(fù)載調(diào)節(jié)分接頭進(jìn)行慢速控制?；究刂疲海ㄕ＿\(yùn)行時(shí)整流器控制直流電流，逆變器控制直流電壓）定電流控制定電壓控制整流側(cè)觸發(fā)延遲角（α）控制逆變側(cè)越前關(guān)斷角（δ）控制高級(jí)控制：直流功率控制交流頻率控制交流系統(tǒng)振蕩阻尼控制等輕型高壓直流輸電：（電網(wǎng)調(diào)度P29）輕型高壓直流輸電是一個(gè)最近幾十年發(fā)展起來(lái)的最有潛質(zhì)的電力傳輸系統(tǒng)。它具有改變未來(lái)輸電方式的潛力。輕型高壓直流輸電是ABB公司發(fā)展的一項(xiàng)全新的輸電技術(shù)，尤其適用于小型的發(fā)電和輸電應(yīng)用，它將高壓直流輸電的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用功率范圍降低到幾十兆瓦。柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）（電網(wǎng)調(diào)度P29）1986年，美國(guó)電科院的NGHingorani博士提出FACTS概念。定義一：FACTS是利用電力半導(dǎo)體構(gòu)成的移相變壓器、調(diào)壓器及串聯(lián)補(bǔ)償電容器等電力電子裝置，通過(guò)改變線(xiàn)路阻抗和節(jié)點(diǎn)電壓相角以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流潮流的有力控制。（1986，Hingorani）定義二：FACTS是可控硅構(gòu)成的移相器、靜止無(wú)功補(bǔ)償器、動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻、可控串聯(lián)補(bǔ)償器、有載調(diào)壓變壓器、故障電流限制器等裝置的總稱(chēng)。（1988，Hingorani）定義三：FACTS的內(nèi)容進(jìn)一步擴(kuò)大為包含除高壓直流輸電（HVDC）以外的所有應(yīng)用在輸電環(huán)節(jié)的電力電子裝置的總和。（1994，Hingorani）定義四：為提高系統(tǒng)的可控性和功率輸送能力，F(xiàn)ACTS引入了電力電子裝置或其它靜態(tài)控制裝置以后的交流電力系統(tǒng)。（1995，IEEE）FACTS的目的：挖掘現(xiàn)有輸電線(xiàn)路的輸電潛力；長(zhǎng)距離輸電要求靈活的調(diào)壓方法；快速的控制手段以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；電子化控制代替機(jī)械式控制。FACTS作用：改變傳統(tǒng)交流系統(tǒng)有功和無(wú)功的自然傳輸狀態(tài)和不可控的情況，讓所希望的功率按指定的輸電線(xiàn)路輸送到任何期望的地方，當(dāng)一條輸電線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷時(shí)，可將功率迅速轉(zhuǎn)移到負(fù)荷較小的線(xiàn)路上。極大地提高輸電系統(tǒng)的輸電能力，把線(xiàn)路的輸電能力安全地提高到接近線(xiàn)路的靜態(tài)極限、短時(shí)過(guò)負(fù)荷熱穩(wěn)定極限，并且能適各種可能出現(xiàn)的緊急故障情況?；ヂ?lián)的電網(wǎng)通過(guò)提高輸電能力的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，而從其他系統(tǒng)得到緊急功率支援，從而可以減少備用容量。逐級(jí)斷開(kāi)多重故障線(xiàn)路和機(jī)組，從而限制多重故障導(dǎo)致的隊(duì)主要系統(tǒng)瓦解的影響。用增加電壓等級(jí)或電流額定值來(lái)使原有輸電線(xiàn)路升級(jí)，也就是說(shuō)，建設(shè)更高一級(jí)電壓電網(wǎng)來(lái)適應(yīng)未來(lái)負(fù)荷增加的概念可以修正。并聯(lián)型：靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC，StaticVarCompensator）先進(jìn)的靜止無(wú)功發(fā)生器（ASVG，AdvancedStaticVarGenerator）有載調(diào)壓變壓器控制器（LTC，Load-TapChanger）可控硅控制的制動(dòng)電阻（TCBR，ThyristorControlledBarringResistor）電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS，BatteryEnergyStorageSystems）超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（S