新型电力系统中的功率平衡和频率动态

清华大学新型电力系统中功率平衡和频率动态研究清华大学电机系清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室闵勇2023.5

1. 功率平衡是电力系统的最基本特征，各种稳定问题本质上可以理解为功率平衡问题的不同表现形式。
2. 系统层面总原动功率+储能环节的充放功率=总负荷消耗功率+网损。
3. 电网层面总注入功率=总流出功率+网损。
4. 元件层面（电源）输入原动功率+储能环节的充放功率=输出电功率。
5. 功率平衡是一种不随时间变化的、持续的功率平衡状态。
6. 传统电力系统中功率平衡的实现过程多机系统，假设负荷出现功率变化△PL，各机组将按电气距离分摊△PGi△PGi=-Lij△PL发电机输出功率变化△PGi，Pmi不变，由转子动能Wki的变化率平衡△PGi△Pmi = △PGi + Wki = 0转子动能Wk变化引起转速w变化，并导致机端频率f变化Triw?Wki2转速变化引发调速器动作改变Pmi，稳态时Pmi=PGi，动能和转速不再变化Wki = Pmi-PGi = 0PGPGIPe2PG2系统系统APPGrPe2
7. 传统电力系统中功率平衡的实现过程从出现负荷变化到稳态之前，各机组△PGi及,不同，机间出现振荡，△P,出现的位置与机组惯性常数决定了各机组初始频率变化率和变化过程的剧烈程度dwiLij△PLdtt=toji交流系统中固有的同步功率项抑制机间振荡，最后回到全网同步运行的新稳态APGi=ZKijAS弹簧质点系统可帮助直观理解振荡的产生和抑制质点：发电机弹簧：线路弹性系数：同步功率系数位置：角度外力：不平衡功率稳态时各机组Pmi与Pci平衡，Wki变化率为O，w和f达到稳态，并且全网频率达到相同的稳态值，数值由△P，的大小与系统频率特性决定，各机组分摊的功率增量则由机组调差率和稳态频率决定。
8. 传统电力系统中

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