电压稳定与无功优化.ppt

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1、电压稳定性与电压/无功优化控制电气信息学院李华强主要内容第一章、电压稳定基本理论；第二章、电压稳定指标与评估算法；第三章、电压稳定分析与控制的主要应用。第四章、无功/电压系统的分析、优化与控制。第一章：电压稳定基本理论1.1电压水平与无功功率；1.2物理现象的描述和电压失稳机理；1.3分岔理论；1.1电压水平与无功功率一．有功、无功功率对电压水平的影响高压输电网络中R＜＜X电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生，电压降落的横分量则因传送有功功率产生。电压稳定主要与无功功率相关；角度稳定主要与有功功

2、率相关。二、负荷功率与电压水平1、负荷的电压静态特性:负荷的电压静态特性是指电压缓慢变化时负荷功率的变化特性，即负荷的功率与其端电压的关系。有功功率电压静态特性;无功功率电压静态特性。二、负荷功率与电压水平异步电动机的无功电压静态特性1.00.80.60.80.6QVabca:满负荷b:75％负荷c:50％负荷在额定电压附近，无功与电压的变化趋势相同；在秒级时间内恢复负荷；功率因数低，无功需求大；电压低或机械负荷增大时易于失速停转。二、负荷功率与电压水平变压器的无功电压静态特性R+jXG+jBVS当

3、电压下降时，无功损耗增加二、负荷功率与电压水平2、电压水平：要维持整个系统的电压水平，就必须有足够的无功电源来满足系统负荷对无功功率的需求和补偿无功功率的损耗。三．电压控制1、调压措施：发电机调压；同步调相机调压；利用变压器分接头调压；静电电容器调压；静止无功补偿器（SVC）调压；串联补偿调压；切去部分负荷调压；改变电网无功功率分布调压。三．电压控制2、各种调压方法的比较和应用：发电机调压:是电网中调整运行电压的重要设备。发电机不仅是有功电源，也是无功电源，有些发电机还能通过进相运行吸收无功功率，所

4、以可用调整发电机端电压的方式进行调压。这是一种充分利用发电机设备，不需要额外投资的调压手段。如果发电机有充足的无功备用，通过调节励磁电流增大发电机电势，可以从整体上提高电网的电压水平，提高电压的稳定性。非额定功率因数下运行时可能发出的有功功率P和无功功率Q要受定子电流额定值（额定视在功率）、转子电流额定值（空载电势）、原动机出力（额定有功功率）的限制。静电电容器调压(3-46)：它是通过并联电容器向系统供给感性无功功率来实现调压。不断增加的并联补偿下的PV曲线当负荷增长时可以通过并联电容补偿的增加来

5、满足电压安全约束。但是，当增加到一定程度时，系统显示出病态。利用变压器分接头调压：调整变压器分接头挡位可改善局部地区电压。有载调压变压器可以在带负荷的条件下切换分接头，而且调节范围也比较大。这样可以根据不同的负荷大小来选择各自合适的分接头，能缩小电压的变化幅度，也能改变电压变化的趋势。但在实际系统的运行中，由于负荷的峰谷差较大，可能要频繁调整分接头，这会引起电压的波动。如果系统的无功不足，那么当某一地区的电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区所需的无功功率也增大了，这就可能扩大系统的无功缺额。从

6、而导致整个系统的电压水平更加下降，严重的还会产生电压崩溃。串联补偿(3-51)：采用串联电容器补偿线路的部分串联阻抗，从而降低传送功率时的无功损耗，并使电压损耗中的QX/V分量减小，提高线路末端电压。由于串联电容器提供的无功功率不受节点电压的影响，因此它对于电压稳定性的提高有良好的作用。另外，它还可以提高网络的功率传输能力进而提高系统的静稳极限。早期用固定串联补偿器提高线路输送容量，现在晶闸管可控串联补偿器（TCSC）是主要的FACTS装置。静止无功补偿器（SVC－StaticVarCompensa

7、tor）调压(3-48)：是一种广泛使用的快速响应无功功率补偿和电压调节设备，对于支持系统电压和防止电压崩溃，是一种强有力的措施。SVC它是可控硅控制/投切的电抗器和可控硅投切的电容器，或者它们组合而成的控制器的统称。它由电容器组与可调电抗器组成，通过向系统提供或吸取无功功率进行调压。可以进行连续调节。SVC种类：可控硅控制电抗器型（TCR：ThyristorControlledReactor）：可控硅控制的电抗器，是一种并联联接的可控硅控制的电感，其有效电抗可通过对可控硅阀的部分导通控制进行连续调

8、节。TCR中电抗的电流可以通过控制晶闸管的触发角α连续调节。α＝0时，可控硅阀完全导通，电流达到最大值；α＝90°时，可控硅阀完全关断，电流为零。可控硅投切电容器型（TSC：ThyristorSwitchedCapacitor）：可控硅投切的电容器，是一种并联联接的可控硅投切的电容，其有效电抗以阶梯方式变化，可控硅阀的操作方式为完全导通或完全关断。也就是说，电容器要么接入系统，要么退出系统。可控硅投切电容器－可控硅控制电抗器型（TSC-TCR：ThyristorSwi