《电气工程基础》课件.pptVIP

*************************************电压与无功功率控制发电厂电压控制通过调节发电机励磁电流变电站电压控制利用有载调压变压器和无功补偿设备3系统协调控制采用分层分区电压无功优化控制电力系统的电压与无功功率密切相关，二者之间存在着相互影响的关系。一般来说，增加无功功率注入可以提高节点电压；增加无功功率吸收则会降低节点电压。电压控制的目的是保持系统各节点电压在允许范围内，通常为额定值的±5%，同时使系统无功功率分布合理，减少线路损耗。电力系统常用的无功补偿设备包括静态和动态两类。静态补偿设备有并联电容器、并联电抗器和高压并联电抗器（搅珠）等；动态补偿设备包括同步调相机、静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）和统一潮流控制器（UPFC）等。现代电力系统越来越多地采用基于电力电子技术的灵活交流输电系统（FACTS）设备进行电压控制，以应对新能源发电并网带来的电压波动问题。电力系统的经济运行60%发电成本占总运行成本比例15%输电损耗平均网损率20%节能潜力通过优化调度可节约5%碳减排经济调度年减排潜力电力系统经济运行的核心目标是在满足安全约束条件下，以最小的运行成本满足负荷需求。传统的经济调度主要考虑火电机组的燃料成本最小化，通过调整各发电机组的出力，使系统总发电成本最低。这一过程需要建立准确的发电机组成本特性曲线，并采用优化算法求解各机组的最优出力。现代电力系统经济运行面临新的挑战和机遇。随着新能源发电比例增加，传统的经济调度模型需要考虑风电、光伏等可再生能源的随机性和间歇性；电力市场化改革使得经济调度需要考虑市场出清价格和竞价机制；碳排放约束要求经济调度同时考虑环保效益。这些变化推动了经济调度理论和方法的创新，如考虑不确定性的鲁棒经济调度、考虑碳排放的环保经济调度等新型调度模式的发展。电力系统潮流计算基础潮流计算的基本概念潮流计算是电力系统分析的基础，旨在确定电力系统在稳态运行条件下各节点的电压幅值和相角，以及各线路中的有功功率、无功功率和电流等参数。潮流计算结果可用于评估系统运行状态，进行设备选型，以及为继电保护整定、稳定性分析等提供基础数据。节点分类在潮流计算中，系统节点通常分为三类：平衡节点(SlackBus):指定电压幅值和相角，用于平衡系统功率PV节点:指定有功功率和电压幅值，求解相角和无功功率PQ节点:指定有功功率和无功功率，求解电压幅值和相角潮流方程潮流计算的数学模型基于节点电压方程或支路功率方程建立。对于系统中的每个节点i，可列出以下功率方程：Pi=Vi∑Vj(Gij·cosθij+Bij·sinθij)Qi=Vi∑Vj(Gij·sinθij-Bij·cosθij)其中Vi、Vj为节点电压幅值，θij为节点i、j电压相角差，Gij、Bij为节点导纳矩阵元素。简单辐射状电力网的潮流计算网络模型建立辐射状电力网是指网络结构呈树状，从电源向负荷单向辐射的网络结构。这种网络没有环路，每个节点（除根节点外）只有一个入口支路，广泛应用于配电系统。对于辐射状网络，可简化潮流计算过程，采用前推回代法进行求解。前推过程从最末端节点开始，计算每个支路的功率流，并逐步向上累加，直到电源节点。计算公式为：P_ij=P_j+P_loss+∑P_jk，其中P_ij为支路i-j的功率，P_j为节点j的负荷，P_loss为线路损耗，∑P_jk为从节点j出发的所有支路功率之和。回代过程知道电源节点电压和各支路功率后，从电源节点开始向下计算各节点电压。计算公式为：V_j=V_i-Z_ij·I_ij，其中V_j、V_i分别为节点j、i的电压，Z_ij为支路阻抗，I_ij为支路电流。由于电压和电流互相依赖，通常需要迭代计算。考虑分布式电源现代配电网中引入了分布式电源，使辐射状网络的潮流计算需要考虑双向功率流动。此时可采用修正的前推回代法，考虑分布式电源的功率注入，或者使用节点电压法进行求解。分布式电源的接入点通常建模为PQ节点或PV节点。潮流计算结果分析通过潮流计算，可以获得辐射状网络各节点电压和支路功率信息，评估网络的电压分布、功率损耗和设备负载率等指标。特别关注末端节点电压是否满足要求，各支路功率是否超过容量限制，以及系统损耗水平是否合理等问题。复杂电力网的潮流计算方法高斯-赛德尔法一种迭代方法，利用节点功率方程，依次更新各节点的电压值。每次迭代中立即使用新计算的值，因此收敛速度较快。优点是编程简单，计算量小；缺点是收敛性受系统状态影响大，在重载或接近电压稳定极限时可能不收敛