提高电力系统电压稳定性的措施.pdf
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科技信息0电力与能源oSCIENCETECHNOLOGYINFORMATION2009年第7期提高电力系统电压稳定性的措施晋彦斌(鹤壁职业技术学院河南鹤壁458030)【摘要】从各国发生的电压崩溃事故来看,电压崩溃是在由单一故障而演变为多重故障,进而发展成为失去控制的电压稳定破坏和因恶性连锁反应的全系统崩溃,如果没有采取及时有效的措施,就有可能扩展而导致大停电事故,解决这个问题需要从系统规划建设及系统运行等方面着手。
本文从电源、负荷和网架结构等几个方面对电压稳定性的影响因素做了论述并提出一些提高电力系统电压稳定性的策略措施,对电力系统的规划、运行具有一定的参考价值。
【关键词】电力系统;电压稳定性;措施O引言现代化电网由于系统互连在经济上越发具有吸引力,电网规模El益巨大,结构越来越复杂,使稳定问题的复杂性变得更加突出。
电力系统稳定性一旦遭到破坏,必将造成巨大的经济损失和灾难性的后果。
从各国发生的电压崩溃事故来看,电压崩溃是在由单一故障而演变为多重故障,进而发展成为失去控制的电压稳定破坏和因恶性连锁反应的全系统崩溃如果没有采取及时有效的措施,就有可能扩展而导致大停电事故,解决这个问题需要从系统规划建设及系统运行等以下几个方面着手。
1电网规划一个规划得好的电网结构是保证电力系统安全稳定运行的物质基础,而一个结构上不健全或不合理的电网是很难保证不发生稳定破坏事故的。
所谓好的电网结构包括两方面的内容:
其一是为了适合负荷的需要,配置足够的、布置合理的、单机容量和电厂容量不过分集中的电源。
其二是。
与电源容量和负荷水平相适应的、有足够传输能力的、在正常运行时具有必要的灵活性并且足以应付运行中各种偶然情况,特别是事故情况下的电网结构。
对于大电源集中的远距离向负荷中心送电的方式,应通过各种途径来提高其抗扰动的能力。
加强系统网架结构的建设,在发电机和负荷之间增加新的输电线路。
电力网络的传输能力,特别是从发电侧向负荷侧输送的无功功率的能力应引起重视。
对于新建线路,采用高波阻抗功率值的线路可以提高电压稳定性。
可以通过应用分裂导线和紧凑型线路来实现,增加每相线路分裂导线的数目,可以减小电抗,其等价于对线路进行均匀分布的补偿。
在长距离重负荷的输电线路中间装设串联电容器,串联电容器能有效地缩短线路的电气长度,理想的串联电容器提供的无功功率正比于线路电流的平方而与母线电压无关这对电压稳定产生有利的影响。
功率平衡原则是电网规划的基本原则,受端系统应做为实现合理电网结构的关键环节应予以加强,从根本上提高系统的安全稳定水平。
在必要的情况下,在负荷区域建造可快速启动的燃气发电机组。
负荷区域的燃气轮机和其他类型发电机在高负荷时应投运,以减轻电网负担,而不能考虑其缺点不经济。
对于传输巨大功率的输电系统,维持其电压稳定性和最小的损耗是十分重要的。
装设足够的无功补偿装置不仅要满足系统正常运行中系统内需要的无功功率,减少无功功率在电网中的流动。
而且满足紧急状态下系统的无功需求。
无功补偿装置的大小,容量和地点的选择必须根据所有保证系统能满意运行的最为繁重的系统工况的详细研究确定。
合理地分散配置并联电容器以及并联电抗器特别是应增加在故障期间能进行快速投入和断开的控制装置。
另外在远距离大容量负荷线路的受端接人大容量并联电容器时,必须特别注意可能产生的电压不稳定现象。
简单的并联补偿电容器可用于支撑电压高至某一点,因而可避免电压不稳定问题,但在这一点以外,必须使用象SVC、STATCOM或同步调相机这样的装置,特别在距离大容量负荷线路的受端装设这样的装置以实现可控电压支撑,提高受端系统维持电压的能力。
规划无功电源时,合理的选择并联电容器、静止无功系统及有可能还包括同步调相机的组合,而使无功补偿更为有效。
增加快速响应的无功备用容量,提高系统的电压稳定性。
11系统运行对于电力系统的运行人员来讲应采用合理的运行方式,及时投切电压和无功功率调整设备。
在电力系统重载或紧急情况下,运行人员必须应用可以支配的手段保持输电电压在允许的高水平,确保电压的分布,使负荷母线电压处于I临界电压值以上,如果使用现有的无功补偿装置不能达到上述要求就必须限制传输功率,启动发电机组以提供电压支持或减少输送功率。
许多发电机运行在高功率因数状态。
为了提高电力系统的电压稳定性应当对发电厂运行人员进行电压稳定性的基本知识的培训。
当电力系统处于罕见的紧急状况,需要发电机输出大量的无功功率时,要求运行人员不能降低发电机的无功功率的输出。
在一些情况下减少特定发电机的有功出力可以获得更多的无功功率,从而改善电力系统的电压稳定性。
在电力系统遭受严重扰动情况下,可以通过减小有功出力以改善系统电压稳定性。
正常状态下通过投入并联补偿装置,使发电机运行在适中的或较低的励磁状态,以提供足够的“旋转”无功备用。
进一步可以采取措施,为大型同步发电机进相运行创造条件。
实际应用中,应合理地采用带负荷调节分接头的变压器。
分接头的调节目标在于维持低压侧电压的恒定分接头调整使用不当可能产生严重的消极后果,对系统的稳定性造成很不利的影响。
故障情况下,应首先考虑投入无功功率电源。
低压减载是解决电压稳定性问题的重要后备手段是解决电压稳定性的一种有效的分散型控制措施。
当电压低到一定程度时,立即切除部分负荷,在事故发生后,要确保主要地区的供电。
而不能保证所有地区都能供电。
低压减载的延时必须短(1-15秒),以防止在电压失稳后期电动机发生堵转现象。
在实际运行中通过甩负荷来维持系统电压稳定性的方法还很少用,这是维持系统电压稳定的最后一道防线。
12电压安全监控系统随着计算机技术的日益发展为建立电压安全监控系统,帮助调度员发挥作用提供了条件。
电压安全监控系统应该具备以下功能:
告诉调度人员电力系统当前运行状态的电压稳定性如何;当电压稳定裕度不够时向调度人员提供可以采取的措施,显示电压稳定易于破坏的薄弱区域;当切负荷成为不可避免的手段时,告诉调度人员在哪些节点,分别切除多少负荷最为合适。
开发出具备以上功能的软件将极大的提高电力系统安全运行的水平,使电力系统运行能够防患于未然。
调度员能够及时发现可能导致电压失稳的诱因,采取及时必要的措施予以排除,从而使电力系统运行于安全、经济、可靠条件下,产生出巨大的社会和经济效益。
13建立正确计算模型做好充分预案准备在2003年8月14El发生的美加大停电的事故后的原因分析中提到在系统计算分析、仿真试验方面存在不足,因此未能事先提示此类事故发生的可能性,也未能作好充分的预案准备。
由于负荷组成的复杂性,负荷模型和实际情况相差较大成为制约仿真结果正确性的主要因素。
负荷特性及配电系统电压控制装置是影响系统电压稳定性的关键因素。
掌握一个实际系统的负荷特性的详细资料,对系统的规划运行意义重大。
根据现场实测综合负荷数据,进行总体测辩建模,以确定负荷模型的参数,对电力系统的生产运行、规划设计具有重要的意义。
准确的负荷模型对电压稳定的研究至关重要。
对负荷模型的研究工作正在受到日益关注。
研究解决如何建立符合实际情况的负荷模型将成为未来仿真软件的主要任务之一。
【参考文献】1刘鹏,等,电力系统无功功率的补偿M】,华东电力出版社,20022袁季修,电力系统安全稳定控制M】,中国电力出版社,19963余贻鑫,王成山,电力系统稳定性的理论与方法【M】科学出版社,i999作者简介:
晋彦斌(1982一),男,河南淇县人,硕士,电气工程及其自动化专业,助教,从事电子技术、高频电子等课程的教学研究。
责任编辑:
翟成梁317
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