《电力系统分析》张勇军（课件）12.pptVIP

* * 电力系统的无功功率平衡 无功负荷和无功电源及其无功电压特性 无功功率平衡与电网电压水平的关系 电压调整的基本概念 允许电压偏移 中枢电压管理 电压调整的措施 调压措施的应用 CH12 电力系统的无功功率平衡和电压调整 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率负荷 异步电动机 等值电路 因为异步电动机在电力系统负荷（特别是无功负荷）中占比重很大，系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定 异步电动机的无功功率和有功功率 异步电动机的无功电压特性 受载系数 负载不变电压降低无功损耗反而升高 受饱和影响，励磁功率稍高于二次曲线 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率负荷 变压器的无功损耗 变压器的无功损耗 变压器等值电路 输电线路的无功损耗 输电线路的无功消耗 输电线路等值电路 35kV线路充电功率很小； 110kV及以上线路轻载时为无功电源，重载时消耗无功功率。 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 发电机—P-Q极限 受额定励磁电流限制，发电机电抗压降限值，以O点为圆心，OC为半径 进相运行的稳定约束和定子绕组端部温升 受定子额定电流限制，发电机电抗压降限值，以A点为圆心，AC为半径 OC—空载电势 OA—机端电压 AC—发电机电抗压降，正比于视在功率； AD—正比于机端有功功率 AB—正比于机端无功功率 DC—原动机输入功率（额定有功功率）约束 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 旋转元件，运行维护复杂； 有功损耗较大，满负荷时约为额定容量的1.5%~5%，容量越小，比例越大； 小容量机组投资费用高（每kVA），仅利于集中大容量使用； 响应速度较慢，难以适应动态无功控制的要求 20世纪70年代后，逐渐为静止无功补偿器取代； 同步调相机 过励磁运行，向电网输出感性无功功率； 欠励磁运行，从电网吸收感性无功功率； 欠励磁最大容量为过励磁容量的50%~65%； 可实现无功电压连续调节； 具有强励功能，有利于提高稳定性 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 静电电容器 输出无功与节点电压平方成正比，无功功率调节性能较差； 装设容量可达可小，既可集中安装，亦可分散安装； 单位容量投资费用较小，与总容量无关； 运行损耗约为额定容量的0.3%~0.5%； 无旋转元件，运行维护方便； 可根据负荷变化，分组投切电容器，实现补偿功率的分级调节（不连续）； 目前广泛低压配网中广泛采用的无功补偿技术 工程上遇到由于谐波引起的电容器损坏事故较为突出，值得关注 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 静止无功补偿器—饱和电抗器型静止补偿器 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 静止无功补偿器—晶闸管控制电抗器型静止补偿器 TCR支路正负半周内部分导通 等值电感可连续调节 有谐波 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 静止无功补偿器—晶闸管投切电容器型静止补偿器 TSC：整周波投切，不产生谐波 分级调节 快速响应 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源 静止无功补偿器—静止无功发生器（SVG：Static Var Generator） 与SVC相比，响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更少 电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流 储能电容的容量远小于装置无功容量 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率平衡 无功功率平衡的基本概念 系统无功电源容量大于无功负荷与无功损耗之和，并具有备用容量 无功电源总出力包括发电机无功功率和各种无功补偿设备的无功功率 发电机无功功率按额定功率因数计算，无功负荷按照负荷有功功率和功率因数计算 无功电源总出力包括发电机无功功率和各种无功补偿设备的无功功率 无功功率分地区、分电压等级就地平衡—避免无功大容量远距离传送 超高压线路并联高压电抗：90%QB 变电站低容低抗、配电网电容补偿 35kV及以上工业负荷， 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率平衡 无功功率平衡与电压水平的关系 P为一定值，Q(V)特性曲线为下开口抛物线； 调节励磁电流，改变E可调整Q(V)特性 系统无功电源输出不足，运行电压水平偏低； 系统无功电源输出过剩，运行电压水平偏高； 实现额定电压水平下的无功功率平衡，据此配置无功电源设备 电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率平衡 无功功率平衡与电压水平的关系-Ex12-2 28.39 27.86 27.33 26.82 26.30 QLD-2 18.92 18.57 18.22 17.88 17.54 QLD-1 18.79 21.21 23.59 25.91 28.19 Q/Mvar 107 106 105 104 103 V2/kV 电力系统的无功功率平衡和电压调整—电压调整的基本概念 电压偏移过大的危害 电压