电网电压稳定和国内外动态无功新技术的研究应用.pdfVIP

电网电压稳定与国内外动态 无功新技术的研究应用 电力委程道平 1．电网稳定问题的发展趋势： 我国500KV电网建网运行至今已20余年，电网的运行调度策略也日趋成熟；特别是电网稳定如功角稳 定问题的处理已形成了一整套的规范、规章制度和运行经验。 随500KV主网越来越强、分层分区的加速进行、负荷性质的变化(如空调负荷大量增加)、直流输电比例 增加，而供用电局面虽趋缓解但仍偏紧等，电网暂态稳定问题会有所演变：功角稳定水平越来越高而逐步有 所淡化并演变成热稳定问题；而暂态电压稳定问题开始显山露水，特别会在局部电网突显，一般大受端的密 集型地区电网部分如上海电网会更突出；予计未来整个华东电网受电达到一定份额(如20％一30％)、直流输 电受电比例的不断增加、作为大受端电网可能会首先遭遇此问题。目前还未引起足够重视；因而动态无功储 备或动态无功补偿的问题还缺乏深入研究，可能成为系统隐患。上海电网的某些分区，由于分层分区后缺乏 电源，或因能源问题(如天然气供应不足)等开机不足，在某些故障下可能会发生动态电压稳定问题，而造成 电压崩溃现象。 电网无功电压的控制手段虽较充裕，但基本都是依靠经验、以静态电压曲线为目标，人工操作、分散控 制系统；但大部分均处于研究、调试、局部试运行阶段，还无成熟的经验；且各自为政，缺乏总体协调。 虽已建立按静态稳定标准检验正常和检修方式下系统静态电压稳定的薄弱节点的制度，但其所得“电压 稳定裕度”仍只是一个“功率极限”的性质，而非“电压稳定极限”，因而其合理性和定量分析方面都有一定的 问题。计算分析表明，存在着正常方式和检修方式的静态电压稳定的薄弱节点如华东电网沪、苏、浙地区的某 些母线。 综上情况，除了规划和运行层面用传统方法解决一部分无功电压的常规性问题外，面临新局面的深层问 题是：在电网的稳定运行中，随电网结构、成份的变化，电网电压稳定问题将会比功角稳定问题更为突出。近 年来世界各国发生的十数次大停电事故无不伴随电压稳定问题的出现，国内外电网历史上的电压稳定问题 事故案例也不少。所有的研究分析文献无不突出呼吁要注意和解决好无功平衡、电压稳定问题。因而所面临 新的局面可归结为：寻求合理有效的分析研究计算方法和寻求有效的电网电压静态稳定、暂态稳定的无功补 偿手段已提上议事日程。 2．国内外电压稳定问题分析方法研究趋势： 2．1 电压静态稳定：静态电压稳定也是动态过程，涉及因数很多，精确分析的方法、手段仍在不断深入 研究。但在实际运行中，更主要关心的是：足够的系统电压(无功)稳定储备是维持电网稳定运行的重要条件， 因而在电网规划、运行中，除进行常规的电压无功平衡计算分析外，需校核电网的静态电压(无功)稳定储备， 既定性又定量指出电网的电压(无功)稳定薄弱环节，并提出和配置必要的静态电压(无功)稳定储备容量或 程道平在泵上海市电力公司 一80— 补偿量。因而，基于经典理论的各种实用计算方法应运而生。较典型的如“应用特征值分析方法”(用IRAL算 法计算最小模特征值，研究静态电压稳定及无功补偿方案)、“基于连续潮流计算的裕度指标分析方法”(用三 种电压稳定指标：V—Q灵敏度，模态分析母线参于因子，负荷裕度灵敏度找出电网电压稳定的薄弱点)、“时 域仿真分析法”等，均不失为简便而较合理的实用分析计算方法。 2．2电压暂态稳定：基于电网的结构变化及越来越明显的大受端性质，对电网规划阶段进行电网暂态 电压稳定的研究要求越来越强烈。尽管电网暂态电压稳定的研究很困难、其理论及分析手段方面国内还无完 善、成熟的成果，但当前仍有多种手段可做实际分析工作。如时域仿真分析法(沃特卢大学的PSAT软件)、德 和HVDC(高压直流输电)将是影响分析结果的重要因数。建立负荷模型一直是困难而在不断深入研究的对 象。近年来较新的分析方法有：最小二乘法、卡尔曼滤波法、人工智能法等，尤其是后者，又有遗传算法、人工 神经网络法和基于这两种算法的改进算法。前者是一种优化算法，后者是选择适当的神经网络与实际系统去 相逼近，比传统的辩识方法作了改进。而HVDC的影响分析，原理性的研究较多，多属静态分析方法；属动态 分析的，仍以时域仿真分析法较实用；近几年业界正研究把“分叉理论”用于对暂态电压稳定机理、失稳过程 作深入研究。 3．国内外解决电压稳定问题的新手段： 3．1 电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统的新型综合技术不断发展及其在电