淺談電力系統穩態論文

　　隨著我國電力行業的不斷髮展成熟,我國越來越重視電力系統穩態分析問題。下面是小編為大家整理的電力系統穩態論文，供大家參考。

　　電力系統穩態論文範文一：電力系統穩態分析

　　摘要：電力系統作為一個強大的多維複雜系統，其穩態分析很重要。近年來，許多大型的電力系統引進了新型的裝置，使得電力系統功能提高的同時，也更難控制了。由於電力系統的規模和複雜性都增加了，電力系統安全、經濟、穩定執行的問題更應該得到重視。

　　關鍵字：電力系統;穩定性;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存在著穩定問題，並且許多研究者開始投入到電力系統的研究中。隨著科技的發展和經濟的進步，電力系統越來越複雜和龐大，電力系統穩定問題也越來越突出，給電力系統的穩定執行帶來困難。

　　1.電力系統穩定的定義

　　2004年，專家在報告中給出了新的電力系統穩定的定義以及電力系統穩定的分類，報告中對於電力系統穩定定義這樣描述的：電力系統穩定性是指在給定的初始執行方式下，一個電力系統受到物理擾動後仍能夠重新獲得執行平衡點，且在該平衡點大部分系統狀態量都未越限，從而保持系統完整性的能力。並且報告中指出電力系統的穩定分為三大類，分別為電壓穩定、功角穩定和頻率穩定，又由這三大類分成各個方面的子類。

　　電力系統的穩定性在整個系統的正常工作中佔據非常重要的地位，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，隨著經濟的發展與科技的進步，城市乃至鄉村的用電量逐漸的增長，從而導致了一些大型的電網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的安全執行也出現了很多問題，因此電力系統的穩定性需要進一步加強。

　　2.電力系統穩定文類

　　2.1功角穩定

　　電力系統中的功角穩定是指系統中互聯的同步電機保持同步的能力，電力系統同常見的功角穩定問題主要是缺乏足夠的震盪阻尼。相對於其他的電力系統穩定研究，專家對於功角穩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。電力系統穩定中的功角穩定的研究主要是根據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定的一些因素，例如同步力矩不足，或者阻尼力矩不足等穩定。功角穩定中出現的主要問題是由缺乏足夠的同步轉矩而導致的靜態穩定和暫態穩定問題，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定和大幹擾穩定等問題。

　　2.2電壓穩定

　　電力系統中的電壓穩定研究比較晚，但是在電力系統穩定中的作用非常重要，近年來也得到許多研究者的重視。電壓穩定性是指在一定的出事執行狀態下，電力系統突然遭受了擾動，但是電力系統的母線能夠維持穩定電壓的能力。根據擾動的大小，電力系統的電壓穩定分為打幹擾電壓穩定和小干擾電壓穩定。有關報告中指出，功角穩定和電壓穩定存在著一定的區別，但不是基於有功功率和無功功率之間的若耦合關係，電力系統在重負荷狀態下，功角穩定和電壓穩定都受到擾動前有功和無功潮流影響。

　　2.3頻率穩定

　　電力系統的頻率穩定也非常重要，一個電力系統的頻率穩定是指電力系統在發生突然的有功功率擾動後，電力系統不發生頻率崩潰，並且系統的頻率能夠保持或者恢復到允許的頻率範圍內的能力。電力系統的頻率穩定主要用於研究 電力系統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的旋轉備用容量以及計算機與電網的協調問題。

　　電力系統的發電機組的一次調頻功能關係著電力系統電網的頻率穩定性。近年來，由於城市化與工業化的推進，用電量越來越多，電網的規模也越來越大，因此電力系統的發電機組的一次調頻功能非常重要。為了滿足近年來電力需求的增長，使得電力系統穩定安全執行，需要加強調速系統的管理，制定電網頻率調整策略來提高電力系統的頻率穩定性。

　　3.電力系統穩定性的研究現狀

　　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穩定性存在著不少的問題，並且著手研究電力系統的安全穩定執行等重要方面。近年來，由於經濟的發展和科技的進步，城市化及工業化都有了很大程度的發展，因此電力系統的安全穩定執行變得尤其重要。由於近年來用電量的增大，電網的規模也越來越大，電力系統失穩而出現的事故也頻頻發生，這些事故不僅危害了人身安全，也造成了巨大的經濟損失和社會影響，因此，有更多的學者投入到電力系統穩定性的研究當中。對於電力系統問題的研究，功角穩定研究起步比較早，研究相對成熟一些，電壓穩定研究起步比較晚，但是近年來也受到了各國學者的高度重視。

　　4.電力系統穩定控制物件

　　4.1發電機勵磁

　　發電機勵磁控制的主要任務就是維持發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執行的穩定性，因此發電機勵磁控制有兩個目標：改善系統的穩定性和滿足發電機機端電壓的調節特性，其中系統的穩定性主要是指功角穩定。發電機勵磁控制的這兩個目標是互相矛盾的，因此大多數非線性勵磁控制器在發揮作用時以控制發電機的功角為主來提高電力系統的穩定性。

　　在電力系統穩定執行中，發電機勵磁控制作為一種經濟、有效的穩定控制措施受到廣大電力研究者的關注。同步發電機的勵磁控制器單元的工作原理如下：檢測同步發電機的電壓、功率、電流等狀態量，然後按照標準的控制規律對勵磁功率單元發出一定的控制訊號，再通過控制勵磁功率單元的輸出來實現對勵磁系統的控制功能。

　　4.2負荷頻率

　　一個電力系統的負荷不是靜止的，而是經常變化的，但是電力系統在執行時要保證功率的傳輸質量，因此依靠電力系統的頻率對發電機負荷進行控制是非常有必要的。電力系統在正常執行時，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的執行狀態。有資料提出了一些關於電力系統負荷頻率的研究，提出一種控制器叫做魯棒負荷頻率控制器，並且將這種控制器運用在電力系統中用來確保穩定。魯棒控制器在電力系統的負荷頻率控制中，適用於處理小引數不確定性，而自適應控制則用於處理大引數不確定性，因此負荷頻率的控制進一步提高了引數不確定性的範圍。

　　4.3 FACTS控制

　　柔性交流輸電系統***FACTS***是用於描述一些基於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展技術和現代控制技術對電力系統的引數和電力系統的網路結構進行有效的控制，並且有助於實現輸送功率的合理分配，降低輸送過程中的功率損耗和發電成本，大幅度地提高了電力系統的穩定性。電力系統依靠這樣的控制器，不僅能夠提高整個電網的功率傳輸能力，而且能夠使得電力系統更容易控制。

　　4.4原動機汽門/水門

　　近年來，在電力系統的穩定性研究中，原動機的研究也逐漸豐富起來，其中，原動機的“調速”系統發生了很大的改進。先前的原動機多數採用機械液壓式“調速”系統，自從原動機改成了電液式“調速”系統，原動機的傳動方式也發生了很大的改變。電液式“調速”系統的原動機，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的穩定水平。

　　5.結語

　　在現代化的工業發展中，電力系統作為一個多維、多目標、關聯性和分散性都較大的複雜系統，其安全穩定執行非常重要。在研究電力系統穩定工作時，必須對電力系統內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瞭解全面，運用多種穩定控制方法，使得電力系統的安全穩定的執行。

　　參考文獻：

　　[1]國家電網公司.國家電網公司電力系統安全穩定計算規定[Z].北京：國家電網公司，2006.

　　[2]孫華東，湯湧，馬世英.電力系統穩定的定義與分類述評[J].電網技術，2006，30***17***：31-35.

　　電力系統穩態論文範文二：應用型人才培養中“電力系統穩態分析”課程探析

　　摘要：應用型技術人才的培養目標是培養生產、管理、服務第一線，具備綜合職業能力和全面素質的高等技術應用型人才。電力系統穩態分析課程是高職電力系統自動化技術專業中一門重要的專業課程，應適用於以能力為本位、培養實用型技能人才的需要。著重從課程內容、課程實施結構、課程考核系統等方面探討課程構建，並結合應天職業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提供了改革思路。

　　關鍵詞：高職高專;電力系統;課程;構建

　　作者簡介：李煥***1971-***，男，遼寧海城人，應天職業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的背景

　　高等職業院校是高等學校的重要組成部分。從世界範圍看，高等職業教育是經濟社會發展到一定階段出現的一種新型高等教育，是和傳統普通高等教育有著不同質的區別的另一種型別的高等教育，是以培養具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產、面向服務和管理第一線職業崗位的實用型、技術型和技能型專門人才為目的的高等教育，是職業技術教育的高等階段。

　　我國的高職教育起步較晚，發展擴張速度過快，在人才培養方面還存在很多不足。目前，很多高職院校的電力系統自動化技術專業沿襲了普通本科高校“重理論、輕實踐”的人才培養方案，然而高職院校的專業建設和人才培養目標與強調學科體系的本科院校有明顯的區別。[1-2]高職電力系統自動化技術專業的培養目標應兼顧學生職業的可持續發展，“以服務為宗旨、以就業為導向”，著重於培養應用型技術人才，適應電力系統生產一線的需要。

　　“電力系統穩態分析”課程是應天職業技術學院電力系統自動化專業的核心課程。該課程的主要內容為電力系統的組成和技術特點、電力系統接線方式和電壓等級、電力元件的引數計算及系統等值網路、潮流的分析與計算、線路導線選擇、電壓調整和頻率調整、電力網路經濟執行等。

　　現階段，如何結合現有的教學和實驗手段，從而進一步提高“電力系統穩態分析”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提供可借鑑的思路和改革方向，是一個值得深思和探討的問題。

　　二、“電力系統穩態分析”課程中存在的問題

　　1.課程理論性強

　　“電力系統穩態分析”課程包括電力系統的穩態分析和暫態分析，是一門理論分析嚴謹、涉及內容廣泛的電氣工程自動化專業的核心課程。本課程既是後續專業課程電力系統繼電保護、發電廠電氣部分、電力系統自動裝置等相關課程的理論基礎，更是學生基本專業素質形成的關鍵課程。該課程內容理論性強，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衝突與矛盾。

　　2.課程對於學生的運算能力、專業基礎能力要求較高

　　“電力系統穩態分析”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.“電力系統穩態分析”課程結構上是以知識內容為主線，強調知識結構和知識體系

　　傳統的結構為：電力系統的基本知識→元件的引數和等值電路→潮流計算→有功功率平衡及頻率調整→無功功率平衡及電壓調整→電力系統的經濟執行。這種結構對於高職學生來說，往往會造成知識內容無法連貫，無法和實際應用有效結合。

　　三、電力系統穩態分析課程的構建

　　1.課程內容的重組

　　“電力系統穩態分析”課程是以學生的專業基本素質的培養、基本的運算能力、技能的提高為基本目標，結合符合高職培養目標，以專案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。“電力系統穩態分析”課程包括電力系統的基本知識、電力元件的引數及等值電路、潮流計算、有功功率平衡及頻率調整、無功功率平衡及電壓調整、電力系統的經濟執行等部分內容。其中，電力系統基本知識方面要求重點掌握電力系統電壓等級的概念。在教學實踐中發現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;電力元件的引數及等值電路中要求會計算中等長度的架空線路、雙繞組變壓器的引數的計算，對於長線路、三繞組變壓器和自耦變壓器的引數不要求計算。對於引數的歸算，以掌握工程計算中常用的平均額定電壓之比計算為主，強調實用性，忽略知識結構的完整性;潮流計算工程中已實現計算機的計算，但手工計算是基礎，因此通過開式網的潮流計算來訓練潮流的基本計算方法和計算能力。對於計算機基礎較好的學生拓展介紹計算機演算法;頻率調整重點要求學生掌握有功功率和頻率的關係，掌握一、二次調頻的過程，計算訓練強調對基本概念的理解;電壓調整重點掌握通過改變變壓器變比進行調壓的計算，其中重點訓練雙繞組變壓器的調壓計算。

　　應該指出的是，課程內容的調整、重組與課程教學模式有很強的相關度，如何通過內容的重組與教學模式的創新更好地融合是該課程教學實施中關鍵的問題。

　　2.課程教學模式的創新

　　新型教學理念要求以學生為教學的主體。傳統教育中以“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，對於提高學生的技能和能力的效果並不理想。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，教師給學生下達專案任務，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，教師參與並引導討論，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，師生共同完成專案任務。

　　專案化的教學實踐性強，與真實世界密切聯絡，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，學生可以根據自己的興趣選擇內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造能力的發展;專案化教學可以將長期專案與階段專案相結合，構成實現教育目標的認知過程，並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，採用了長期專案與階段性專案相結合的方法，即以某地區110kV區域電力網的設計為長期專案，分四個階段性專案***如表1所示***。

　　所有的教學工作都圍繞著總體的專案任務來展開。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。對於概念的掌握、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，設定一種科學合理的考核方法也是教學改革中十分關鍵的環節之一。本課程傳統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。

　　針對專案式教學方法的使用，在考核方式的改革實踐中可以加強形成性考核。即在每個階段性專案實施結束後進行階段性考核。考核的內容和形式可以是多種多樣的，如可以直接採用階段性專案實施結果作為考核依據，也可以在階段性專案實施過程中根據學生的學習情況、討論情況進行成績的採集，甚至可以對分組討論中學生分組配合、團隊協作的過程進行考核。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、協作能力都能進行比較全面的考查。

　　四、結論

　　高職教育的培養目標是培養應用型專門技術人才。理論學習要求“必須、夠用”。通過“電力系統穩態分析”課程內容的重組和教學模式的創新以及考核方式的改進實現了以工程應用為主線、技能培養為目標、將理論知識融於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。

　　參考文獻：

　　[1]李賢政.高職院校人才培養方案核心要素的思考與分析[J].中國高教研究，2010，***2***.77-78.

　　[2]黃寬，紀靜波.高職電氣自動化專業人才培養方案研究與探索[J].中國電力教育，2013，***2***：46-47，53.

　　[3]賀秋麗，黃盼，許梅.電力系統及其自動化專業實驗課教改探索[J].廣西大學學報，2003，***S1***：139-141.

　　[4]湯雨.“電力系統自動化”課程教學改革方法思考[J].中國電力教育，2013，***2***：57-58.

　　[5]黃肇，黃滿花，羅慶躍.“電力系統分析”課程教學模式的研究與實踐[J].中國電力教育，2010，***28***：101-103.

　　[6]陳解放.基於中國國情的工學結合人才培養模式實施路徑選擇[J].中國高教研究，2007，***7***.