无功电压优化

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1、张东院——积成电子股份有限公司电网自动化事业部8/23/2021电网无功电压优化什么是无功功率?具有电感和电容的交流电路中，电感的磁场或电容的电场在一个周期内的一部分时间内从电源吸收能量，另一部分时间内将能量返回电源。在整个周期内平均功率为零，也就是没有能量消耗。但能量是在电源和电感或电容之间来回交换的。能量交换率的瞬时最大值叫做无功功率。系统中无功功率不足（经验值〈120%-150%），开始时电压缓慢下降，由于电网中异步电动机占绝对比重，电压下降引起电磁力矩减小，滑差变大，从而引起无功功率的进一步增大。电压大幅下降大批电动机停转发生电压

2、崩溃系统瓦解无功功率不足引发的问题无功补偿的意义发电厂的发电机需要增加无功出力，如容量不足时需要增加调相机，变电站需要安装无功补偿装置。这些向用户输送的无功功率不仅造成了电能的损耗，还占用了线路、变压器的容量。输送无功造成电压损失，必须进行电压调节。无功功率的调节对于无功问题可以和有功问题相比较有功功率调节有：调频、调峰、备用容量（保证频率质量），低频减载（防止频率崩溃）。无功功率调节有：调压、备用容量（保证电压质量），低压减载（防止电压崩溃）。有功损耗<10%，无功损耗一般可以达到50%，控制的好可以达到30%频率和电压区别：频率是全网

3、统一的，电网中任何一点的有功出力或者有功负荷都对频率产生影响电压是区域性的，各点的无功出力或无功负荷对电压的影响都是就地的，因而必须分层，分区，就地平衡，平衡度高，电压水平就高，平衡度低，电压水平就低。交流电感电路+-eL+-LuiC+_交流电容电路复合电路(一)复合电路(二)无功负荷感应电动机（65%）变压器（20%）同步电机感应电炉与电弧炉电焊机与电焊变压器（15%）其他（整流设备等）负荷的无功电压静态特性异步电动机静态特性输电线路或电容器的静态特性无功电源发电机的无功出力发电厂调相机变电站的电容器/电抗器变电站调相机输电线路的充电功

4、率静止补偿器无功备用容量为最大无功负荷的7%-8%无功功率出力必须大于有功功率出力的120%-150%，系统才能维持正常运行。发电机的无功电压静态特性无励磁调节装置有励磁调节装置UQ无功调节原则电力系统安全稳定导则（2001版）：2.3无功平衡及补偿2.3.1无功功率电源的安排应有规划，并留有适当裕度，以保证系统各中枢点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求。2.3.2电网的无功补偿应以分层分区和就地平衡为原则，并应随负荷（或电压）变化进行调整，避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率，330kV及以上等级线路的充电功率应基本上予以补偿。

5、为什么不能长距离传输无功？如果线路两端电压相角相差比较大，即使两端电压幅值再大，也不可能通过线路传输无功。减少线路的有功和无功损耗，保证经济运行。减小由于甩负荷造成的线路短时过电压，其中最严重的就是突然打开线路受端开关，而送端还处于激励状态。占用设备容量。G1G212假设线路是无损耗的。有功和无功的传输取决于线路两端的电压幅值和相角。其中可计算受电端有：同样送电端有：可以观察到最大的传输功率发生在=900。对于典型的功率传输和功率角，当很小时有Sin，可近似写作PPMAX。因此，我们常说有功传输主要取决于功率角度。如果V1=

6、V2，这时两端发电机同时担任传输有功功率时所需用的无功功率。当很小时有Cos1，因此，我们说无功传输主要联决于电压幅值以上结论对于重载线路将不适用！假设输电线路送端电压VS等于1.0Pu，受端电压VR等于0.9Pu,两端相角差300,则线路两端有10%的压降，但是在受端却没有无功功率流出，线路成了消耗无功功率的元件。线路的功率损耗为使线路的功率损耗最小，必须使线路传输的无功功率最小，同时还要保持高的电压水平。打开线路末端开关时，与电压V同相位的电压增量和传输的无功功率有关，开关打开后，线路电流为零，线路各处电压均等于ES,线路的短时

7、过电压在很大程度上取决于无功传输的大小。无功调节手段发电机励磁电容器/电抗器变压器分接头总体平衡与局部平衡相结合；电力补偿与用户补偿相结合；分散补偿与集中补偿相结合；降损与调压相结合，以降损为主。无功补偿应尽量分层(按电压等级)和分区(按地区)补偿，就地平衡，避免无功电力长途输送与越级传输。发电机励磁调节发电机的外特性发电机的调节特性转速=额定值励磁电流=C功率因数=C发电机外特性发电机调整特性转速=额定值机端电压=额定值功率因数=C励磁电流减小,电动势E0就相应的减小,极限功率也相应减小,当励磁电流减小到一定程度时,功率极限达到原动机的

8、功率,此时功角等于900,工作点移到功角特性的临界点,稍有外来干扰,发电机就会失去静态稳定。当与U同相，即=1。此时发电机向电网输出的全部功率都是有功功率，无功功率为零，此时的电枢电流为最小值