12第十二章电力系统的无功功率平衡.ppt

电力系统基础 湖南大学电气与信息工程学院 刘光晔 2011年2月 第十二章 电力系统的无功功率平衡和电压调整 12-1 电力系统的无功功率平衡 12-2 电压调整的基本概念 12-3 电压调整的措施 12-4 调压措施的应用 12-1 电力系统的无功功率平衡 一、无功功率负荷和无功功率损耗 二、无功功率电源 在额定状态下运行时，可发出无功功。 3.静电电容器：只能吸收容性无功 5.静止无功发生器（Static Var Generator，SVG） 三、无功功率平衡 12-2 电压调整的基本概念 一、允许电压偏移 二、中枢点的电压管理 中枢点的调压方式 三、电压调整的基本原理 12-3　 电压调整的措施 一、发电机调压 二、改变变压器变比调压 三、利用无功功率补偿调压 实用计算： 已知补偿前的归算值V’2 ，补偿后的实际值为V2 C。 四、线路串联电容补偿调压（实质是改变线路参数） 加串联补偿前电压损耗 ?V 12-4 调压措施的应用 * * 华中科技大学何仰赞 温增银编 1.无功功率负荷 变压器的无功功率损耗在系统的无功需求中占有相当的比重。 如：5级变压器，无功率损耗约为额定功率的（7%+50% ）。 2.变压器的无功损耗 3.输电线路的无功损耗 110kV及以上:传输功率较大时,为无功负载 传输功率较小(小于自然功率)时,为无功电源 负荷功率因数cos?=0.6~0. 9 1.发电机 发电机的向量图 发电机的等值图 欠励运行（进相运行）时，可以吸收系统中多余的无功功率。 2.同步调相机 过励磁运行时，为无功电源; 欠励运行时，起无功负荷作用。 优点 装有自动励磁调节装置的同步调相机能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率。 特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，能调节系统电压，有利于提高系统稳定性。 缺点 同步调相机是旋转机械，运行维护复杂；有功功率损耗大；投资费用较大（宜于大容量集中使用）；相应速度慢难以适应动态无功控制的要求。 定子额定电流约束：有功功率变化，对无功调节影响。转子额定电流约束：有功功率变化，对无功调节影响。 供给无功功率 优点： 单位容量投资费用较小，且与容量的大小无关; 维护方便；运行时功率损耗较小。 安装方便灵活（容量大小、集中分散），可就地提供 无功功率，以降低网络的电能损耗; 缺点： 正调节效应（无功功率受节点电压影响），调节性能较差（不连续）。 4.静止无功补偿器（Static Var Compensator）SVC（静止补偿器） 由静电电容器与电抗器并联组成。 能够快速平滑地调节无功功率，动态性能好; 结构： 2．晶闸管控制电抗器TCR＋固定电容器; 1．饱和电抗器＋固定电容器; 3．晶闸管控制电抗器TCR＋晶闸管投切电容器TSC。 优点： 运行维护简单，功率损耗较小; 响应时间较短，对于冲击负荷有较强的适应性; 能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。 常见类型： 正调节效应，电压支撑不稳定 也称为静止同步补偿器 (Static Synchronous Compensator, STATCOM） 优点： SVG SVC (CS用于斜率校正) 对于系统中的冲击负荷，为了迅速有效调压，应优先选用那种无功补偿设备????????。 是新型无功补偿设备。传统无功补偿设备是基于改变参数的原理。 STATCOM则是采用基于电压变换器的原理，在原理上较传统无功补偿设备是一个重大进步。 填空举例： 或静止调相机 (Static Condencer(Converter), STATCON） Advanced Static Var Generator (ASVG) 灵活交流输电(FACTS)：基于电力电子技术的系统或其他静态设备，能提高可控性和传输容量的交流输电系统。由美国电力科学研究院的N.G.Hingorani博士在1986年提出。 静止补偿器相比，响应速度快，运行范围宽，谐波电流含量少；电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流，它的储能元件（如电容器） 容量远比它所提供的无功容量要小。如果直流侧与超导储能装置连接，还可以向系统注入(或吸收)有功功率，提高系统的稳定性。是一个重要的FACTS控制器。 无功功率和电压的关系 无功平衡关系式： 电源 损耗 负荷 备用（最大无功负荷的7~8%） 无功功率会产生较大的电压损耗和网络功率损耗，因此，应尽量避免通过电网元件大量地传送无功功率。 要求分地区分电压级地进行无功功率平衡。 四、无功功率平衡和电压水平的关系 任何时刻都有 无功功率和电压的关系：以简单网络为例 力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡，并根据这个要求装设必要的功补偿装置。 无功功率平衡点 按无功功率平衡确定电压 负调节