电力系统电压和无功功率控制.pptVIP

第四章 电力系统电压和 无功功率的自动控制 一、电力系统电压和频率控制的必要性 二、电力系统电压和无功功率控制概述 三、机端电压控制手段－励磁控制系统 四、输、配电网电压控制手段分析 五、电力系统自动电压控制（AVC） 六、电力系统无功功率控制 七、电力系统无功电压的综合控制 1、电压控制的必要性 （1）电压偏移对电力用户的影响 电压过低时： 异步电动机的转矩 电炉的功率 照明设备发光和亮度大幅度下降。 电压过高时： 电气设备绝缘受损、铁心饱和、铁损增加、 温度升高、寿命缩短。 电压闪变对用户产生不良影响。 1、电压控制的必要性 （2）电压偏移对电力系统的影响 电厂，特别是火电厂，很多辅机由电动机驱动，电压降低会使它们的出力下降，从而影响发电厂出力，严重时可能造成“电压崩溃”。 电压水平影响电网损耗：传输相同的有功功率，电压下降－电流升高－线损增加；因此，无功功率控制是实现电力系统经济调度的一个重要方面。 随着电力市场的逐步推进，供电企业角色的转变，不仅要连续供电，而且要供好电，用户对供电质量的要求越来越高，电能质量也将逐步成为供、用电双方合同内容的一部分，而电压是电能质量最重要的指标之一。 2、无功功率控制的必要性 （1）维持电力系统电压在给定水平； 无功功率可以在不同的电压水平下平衡! （2）提高电力系统运行的经济性； 改变潮流可以改变网损。 （3）维持电力系统运行的稳定性。 电网电压水平的高低对稳定性有影响。 二、电力系统电压和无功功率控制概述 电压控制：电压就是控制目标，即通过控制电力系统中的各种因素，使电力系统电压满足用户、设备和系统运行的要求。 无功功率控制：指的是控制手段，即通过控制无功功率的分布，实现某种控制目标。一般是“电压水平合格”，“提高电网稳定性”，“提高运行经济性”。 为什么要将“电压与无功功率”结合起来说明？ “电压——无功”的强相关性。 电压无功控制已成为电力系统运行控制的一个重要的方面，在国内外发展都很迅速： 我国电力系统电压合格指标 35kV及以上电压供电的负荷：+5% -5% 10kV及以下电压供电的负荷：+7% -7% 低压照明负荷： +5% -10% 农村电网（正常） +7.5% -10% （事故） +10% -15% A、同步发电机的无功－电压关系 同步发电机是系统中主要的无功电源设备，故电力系统无功电源与电压的静态特性可由同步发电机的无功电压特性获得： B、负荷的无功电压关系 C 影响电力系统电压的主要因素 从上述分析可得，影响负荷端电压的因素有： 发电机端电压UG 或 Eq 变压器变比K1，K2 负荷节点的有功、无功负荷P＋jQ 电力系统网络中的参数R＋jX 二、电力系统电压和无功功率控制概述 D、电力系统电压控制的主要方法概述 注意：这里所指的电压控制，主要指控制负荷点的电压。 （1）控制原则： 无功功率分层、就地、就近平衡； 由于在超高压电网中，XR，因此I2XI2R，即电网中的无功损耗要远远大于有功损耗，而无功负荷和无功损耗又是造成电压下降的主要原因。因此，无功功率是无法远距离传输和跨越变压器补偿的，这就决定了无功功率必须遵循分层、就地、就近平衡的原则。 确保稳定性： 深入分析负荷特点，通过运行计划优先利用动态响应慢的控制手段，将快速控制手段留作备用。 兼顾经济性 合理安排电网中的无功电源和补偿装置的配置及运行计划，降低整个系统运行时的线损，提高系统运行的经济性 3、电力系统电压控制的主要方法概述 （2）控制手段简介： 针对各种影响节点电压的因素，电压控制方法无非以下几种： 控制发电机端电压UG：通过控制励磁电流控制发电机端电压。 同步发电机是电力系统的主要无功电源，通过调节发电机的励磁电流可以调节发电机的端电压及其输出的无功功率。 同步调相机可以看作是一种有功功率恒为零（有功损耗忽略不计）的同步发电机，但单机容量一般比发电机小很多且台数不多； 控制变比K1和K2：通过变压器分接头变化，主要分为普通变压器和有载调压变压器： 普通调压变压器：变压器绕组的分接抽头变化必须在停电时进行。 有载调压变压器（OLTC）：可在有负荷的情况下，自动或人工操作改变变压器分接抽头。 利用无功补偿：利用无功功率补偿降低负荷侧对系统