电力系统运行状况的优化和调整

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1、基本概念：电力系统无功功率平衡，电压中枢点，调压方式，调压措施；频率调整，有功功率平衡，有功功率-频率静态特性，频率的一次调整，频率的二次调整。重点：电力系统无功功率平衡，中枢点电压的调整方式及调整措施；有功功率平衡及其对系统频率的影响，频率的一次调整和二次调整过程难点：电压调整的分析计算；频率的一次调整和二次调整过程第四章电力系统运行状况的优化和调整第一节电力系统无功功率的平衡和电压调整电压偏移的影响电力系统的电压需要经常调整。由于电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃”，造成大面积停电。影响电

2、力系统电压的主要因素是无功功率。无功功率与电压的关系所谓优化，是指对系统中有功功率和无功功率的优化分配。所谓调整，是指调整系统中的电压和频率2、变压器的无功功率损耗变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流的百分值，约为1％一2％；绕组漏抗中损耗,在变压器满载时，基本上等于短路电压UK的百分值，约为10％。一、电力系统无功功率的平衡（一）、无功功率负荷和无功功率损耗1、无功功率负荷无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步电动机，特别是当异步电动机轻载时，所吸收的无功

3、功率较多。）所吸收的无功功率。一般综合负荷的功率因数为0.6-0.9。电力线路的无功损耗也分两部分：并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的无功损耗又称充电损耗，与电力线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的无功功率与负荷电流的平方成正比，呈感性。对线路不长，长度不超过100Km，电压等级为220Kv电力线路，线路将消耗感性无功功率；对线路较长，其长度为300Km左右时，对220Kv电力线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容性无功功率，呈电阻性；线路大于300Km时，线路为电容性的。3、电力线路的无功损耗（二）无功功率电源电力

4、系统的无功功率电源包括发电机、调相机、并联电容器和静止补偿器等。1、发电机发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：图4-1发电机的P-Q极限当系统中无功电源不足，而有功备用容量又较充足时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功功率以提高电力系统的电压水平。但是发电机的运行点不应越出P-Q极限曲线的范围。发电机供给的无功不是无限可调的2.同步补偿机（调相机）它是专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过励磁、欠励磁的不同情况下，它可分别发出或吸收感性无功功率。而且，只要改变它的励磁，就可以平滑地调节无功功率输出，单机容量也可以做得较

5、大。通常，它可以直接装设在用户附近就近供应无功功率，从而减少输送过程中的损耗。但由于它是旋转电机，故有功功率损耗较大。静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，即：缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。3、并联电容器4.静止补偿器静止补偿器是20世纪60年代起发展起来的一种新型可控的静止无功补偿装置，它简称为SVC。其特点是：利用晶闸管电力电子元件所组成

6、的电子开关来分别控制电容器组与电抗器的投切，这样它的性能完全可以做到和同步补偿机一样，既可发出感性无功，又可发出容性无功，并能依靠自身装置实现快速调节，从而可以作为系统的一种动态无功电源，对稳定电压、提高系统的暂态稳定性以及减弱动态电压闪变等均能起着较大的作用。（1）FC-TCR型静止补偿器（2）TSC-TCR型静止补偿器补偿器的原理接线图图TSC-TCR型静止图FC-TCR型静止（3）饱和电抗器型静止补偿器（三)无功功率的平衡电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损

7、耗。>0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；<0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。要保持节点的电压水平就必须维持无功平衡，因而保持充足的无功电源是维持电压质量的关键。由于负荷的综合功率因数一般在0.6～0.9之间，多数在0.7～0.8之间，加之线路无功损耗约为总无功负荷的25%，变压器的总无功损耗最多可达总无功负荷的75%。因而，需要由系统中各类无功电源所供给的无功负荷最多可达系统总无功负荷的两倍左右，而从数量级上看甚至与有功负荷的两倍相接近。绝大多数电力系统必须采取专门的无功功率补偿措施，才能达到维持电压水平的目的。三、电

8、力系统的电压管理电力系统进行调压的目的，就是要采取各种措施，使用户处的电压偏移保持在规定的范围内。由于电力系统结构复杂，负荷较多，如对每个用电设备电压