电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响_电气强度试验电压

时间：2019-04-12 03:32:08　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要在当前的电力系统中，电压稳定性的问题一直是电力系统行业关注的重要问题，本文主要就电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响进行剖析。全文从受端交流系统静态电压稳定性的相关概念谈起，然后分别就受端交流系统静态电压稳定性的分析方法进行剖析，最后对电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响进行说明。
　　关键词电气连接强度；受端交流系统；静态电压；稳定性
　　中图分类号 TM712 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0172-01
　　1 受端交流系统静态电压稳定性的概念
　　在介绍受端交流系统静态电压稳定性的概念前，有必要了解一下静态稳定的概念，所谓的静态稳定是指电力系统在某一正常运行状态下受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到原始运行状态的能力。而关于受端交流系统静态电压稳定性的定义至今仍存在分歧，其中普遍比较认可的定义就是指受端交流系统维持电压的能力。即当负荷导纳增大时，负荷功率也随之增大，并且功率和电压都是能控的。
　　2 受端交流系统静态电压稳定性的分析方法
　　当前受端交流系统静态电压稳定性的常用分析方法主要包括最大功率法和灵敏度分析方法，以下将分别给予详细的说明。
　　2.1 最大功率法
　　当负荷需求超出电力网络传输功率极限时，系统将会出现异常现象，其中包括电压失稳。这是一种朴素的物理观点。把电力网络输送功率的极限作为静态电压稳定临界点正是最大功率法的基本原则。常用的最大功率判据有：任意负荷节点的有功功率判据，无功功率判据以及所有负荷节点的复功率之和最大判据。其中采用最大功率判据作为临界点判据的较多。
　　2.2 灵敏度分析方法
　　灵敏度分析方法利用系统中某些量的变化关系来分析稳定问题。常见的灵敏度判据有：
　　，，，
　　其中VL，QL，EG，QG分别为PQ节点和PV节点的电压和无功功率注入量，DQ为电网输送给负荷节点的无功功率的总和与负荷需求的无功功率之差。把灵敏度判据推广到复杂系统中，则转化为对某种形式的雅可比矩阵的数学性质的判断。在简单系统中，各类灵敏度判据是相互等价的，且能准确反映系统输送功率的极限能力。但在推广到复杂系统后，则彼此不再总是一致，也不一定能反映系统的极限输送能力。
　　3 电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响
　　在电力需求不断增加，受端系统不断扩大，电气连接强度不断增强，而电源又远离负荷中心的情况下，当输电系统带重负荷时，会出现如下所示电压不可控制且连续下降的电压不稳定
　　现象。
　　3.1 受端交流系统静态电压稳定性稳定性分析
　　在给定功率P的情况下，负荷吸收的无功功率越小，受端的电压越高。P增大时，为了维持输电容量和受端电压，必须增加受端系统的无功功率补偿容量。要维持较高电压时，甚至要向系统输入无功功率。
　　与分析发电机同步运行的功角稳定性相似，在同一负荷情况下，可得到两个不同的负荷端电压值。其中较大的电压值是属于静态稳定的运行方式，另一个较小的电压值则是静态不稳定的。随着负荷的增加，较大的电压值相应减小，而较小的电压值相应增大。这两个电压值逐渐趋近。
　　3.2 电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响
　　3.2.1 电源对负荷点电压稳定性的影响
　　对于一个可得到两个不同的负荷端电压值，其中较大的是静态稳定的运行方式，另一个较小的电压值是静态不稳定的运行方式。根据负荷特性，节点负荷的功率随电压的变化有很大的增减，特别是无功功率的变化更为显著。其中综合负荷无功功率与电压的关系曲线表明当电压偏离额定值时，电压的增大将使电动机和变压器所消耗的励磁无功功率增加；而电压的下降使铁芯吸收的励磁功率减少，因而负荷的无功功率相应减少。但当电压进一步下降时，在电动机的转差增大直至电动机停转的过程中，电动机将吸收大量的无功功率。
　　3.2.2 并联电容器对电压稳定性的影响
　　系统运行中，为了减少无功功率的不合理流动，提高局部地区的电压，在负荷侧的变电所或负荷端并接并联电容器，改善功率因数，减少线损，提高负荷端的电压。并联电容器对电压稳定性的影响要根据具体情况来确定，应该分两种情况来讨论。
　　1）在接入电容器前电压偏低，接入后不进行任何电压调整。并联电容器的接入使负荷点的无功功率特性发生改变。负荷无功功率特性与供电无功功率特性也随之发生改变。这表明接入电容器后，负荷端电压发生了变化。
　　2）并联电容器用来提高功率因数，接入电容器后在正常情况下要改变变压器分接头来调整电压。此时，由于改变变压器分接头，相应改变了电容器的特性，使负荷端电压回复到原始电压，接入电容器后，正常电压与极限电压之间的差距减小，对电压稳定性不利。
　　3.2.3 带负荷自动调分接头对电压稳定性的影响
　　电压下降时，由于负荷特性，负荷从系统吸取的无功功率要相应减少，这在一定程度上起着自动维持电压的作用，使系统在一个接近初始状态的运行点运行。但是，带负荷调节变压器将根据负荷侧电压的下降程度自动调节变压器的分接头，力图使负荷侧电压恢复到整定值。这使负荷从系统吸取的无功功率也相应增加，恶化系统运行状态，从而使负荷侧电压进一步降低。如此反复循环，直到变压器的分接头达到极限位置。
　　所以，在接近电压稳定极限时，变压器分接头的调整将使系
　　统提前进入电压不稳定区域，使原来可以在较低电压水平下维持稳定运行的系统发生电压崩溃。这就是带负荷自动调节变压器分接头在电压崩溃过程中起的副作用。
　　3.3 控制电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性影响的有效措施
　　3.3.1 配置必要的发电设备
　　在搭建新线路或因事故原因而导致变压器投入运行的时间被推迟使，需要将不太经济的发电机投入运行，通过提供电压支持来改变潮流。
　　3.3.2 串联电容器
　　串联电容器是减小线路电抗的一种重要方法，进而可以起到降低无功网损的效果。通过串联电容器，可以通过联络线路将无功功率从强系统一端转向无功短缺系统的一端。
　　3.3.3 并联电容器
　　尽管采用并联电容器容易导致线路电压的不稳定，但必要时采用并联电容器却能够有效解决电压不稳定的现象，这是因为线路所需要的无功功率大多是就地提供的，而有功功率则是来源于发电机，因此，必要时可以通过并联电容器来有效控制电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响。
　　3.3.4 静止无功补偿器
　　控制电压和防止电压崩溃最为有效的一种方法就是要实现静止无功补偿器和同步补偿器的配合使用，同时要充分考虑静止无功补偿器和同步补偿器的配合使用的极限值。如果超过极限值，系统中的电压就极有可能出现崩溃的问题。
　　3.3.5 低电压甩负荷
　　避免电压崩溃的有效方法就是减少一定的负荷。在辐射状负荷的情况下，要求甩负荷应该基于一次侧电压。甩掉受端系统的负荷在静态稳定问题中是最有效的解决方法。
　　3.3.6 低功率因数发电机
　　在靠近需要大的无功储备或无功短缺区域时，采用功率因数为0.8或0.85的发电机最为合适。因为采用具有无功过负荷能力的高功率因数发电机和并联电容器的组合可能更灵活，更经济。
　　4 结束语
　　受端交流系统静态电压稳定性是电力系统维持负荷电压水平的能力。它与电力系统中的电源配置，网络结构及运行方式，负荷特性等因素有关。往往由于电力系统电气连接强度的问题而导致受端交流系统静态电压不稳定。所以，受端交流系统静态电压稳定性作为电力系统稳定性的一个重要组成部分，有效控制电气连接强度对受端交流系统静态电压稳定性的影响，具有非常重要的意义。
　　参考文献
　　[1]呈.电网连接强度对交、直流混联系统静态电压稳定影响的研究[J].广东电力,2011,16.
　　[2]刘明德.交直流并联系系统的换流母线电压稳定性分析[J].华北电力大学学报,2009,15.

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