电力系统中电压与无功问题的新特点及对策.doc

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1、电力系统中电压与无功问题的新特点及对策摘要：传统的无功问题给电力系统带来的直接后果是系统电压的降低。现在的无功问题不仅会带来电压降低的问题，而且还会影响到电压稳定等问题。总之，现在电力系统中的电压与无功问题变得更加严重与复。关键词：电力系统；电压稳定；无功补偿；控制对策中图分类号：F407文献标识码：A文章编号：引言：近年来，随着大容量电动机和其它感性负载的使用，电力系统的无功问题有以下三个新的特点：第一是无功功率需求量有较大的增加；第二是无功功率的波动较大；第三是无功问题常常伴随谐波问题出现。一、电压稳定问题长期以来，电力系统重视功角稳定及频率稳定问题，而对•电

2、压稳定问题不够重视。中国过去经历的有功、无功功率长期缺乏的年代，电网电压严重偏低。当今，中国的负荷结构有了非常大的变化，由于所谓“坏负荷”的大量增加，大容量电孤炉、电铁以及家用变频负荷等，给电网造成然增加的无功需求，使电网电压持续降低，此时传统的无功补偿设备（并联电容器）的无功功率输出大大降低,这样有可能将电网电压拖入崩溃的边缘。二、电压稳定问题的对策由于系统的功率传输能力或动态无功储备不足是造成电压不稳定的主要原因，在规定的系统与运行状态时，可以控制电压稳定提高系统功率的传输速度，下面方法主要是研究电压稳定性控制应该采用的措施：1、发电机系统通过不断提高从而加强

3、有功与无功输出能力。在遇到紧急故障的时候，发电机热旋转备用通过短时间加强发电机有功与无功输出的能力从而提高发动机系统的稳定性，使发电系统在进行无功补偿增加的时候，通过正常工作中发动机高功率因数状态的稳定性，大力提高发电机动态无功储备的能力。2、发电机输电系统由于电压不稳定或运转失常在线路重负荷的情况下不能正常工作。最有效的方法是增加输电线路，缺点是费用大，所以增加输电线路时必须在每条线路负荷与负荷率损耗方面来降低相应的费用。3、发电机负荷系统影响电压稳定，在无功补偿与带负荷调节变压器接头时要预防在调节与补偿时候不足采用保持最大动态无功裕度的方法。在校正投入并联无功

4、补偿时能够提高电压水平，所以电压稳定控制的最有效的方法是切负荷。切负荷系统恢复时给系统与用户带来相应经济损失，因此我们要尽量采取减少所需切除的负荷量方法。三、无功补偿问题1、现状由于电弧炉、整流设备等负荷的猛增，谐波与无功问题往往同时出现。用户的功率因数偏低，往往被罚款是由于达不到考核标准。与此同时,大量的谐波电流注入电网，造成公共母线的谐波含量超标。谐波的注入不仅使电能质量恶化，而且会造成并联电容器的谐波放大问题，造成更加严重的后果。2、主要无功控制设备2.1有载调压变压器变压器起到调控电压的作用，本身并不能当做电源来供应无功功率，而且其本身会消耗电路中的一部分

5、无功功率，是一种无功负荷装置。通过变压器的接头调整而改变变压器两侧的电压状况和无功功率状况。2.2并联电容器该设备属于电路中的无功补偿设备,用于校正电路中的功率因数以及馈电电压，其安装数月随变电站的负荷增大而增加。其优势明显，低投资、低损耗，可满足各种无功补偿的需要；但是随电压的变化而波动较大，不利于电路中电压的稳定，电压下降时电容器所能补偿的无功功率值也快速降低，因此低电压情况下可以将其全部切除。2.3并联电抗器该装置用于对电路中电容的补偿，与上述电容器的性质相反，会降低电路中的感性无功。在超高压长距离的线路中，电路中通常需要安装电抗器来对•电容进行调节。电路中

6、的负荷不高时，电路中的过高充电功率会使电路电压超高，影响线路的正常运行。而在超高负荷的系统中，过多的电抗器也会对系统造成一定的影响，需要控制其数目。3、无功控制优化方法分析3.1经典方法此方法在不将电力线路的约束、控制点电压、电容器组等整数约束问题纳入考虑范围的条件下，建立拉格朗日经典函数，根据相关定理来推导出相关准则以确立网损微增率，从而得到最小的电力系统的网损。此方法简单快速，容易实现电力系统的无功控制，但是考虑到因素并不完备，一般适用于小型电力系统。3.2线性规划及非线性规划方法电力系统本是属于非线性系统，经过的各影响因素的近似值。将目标函数和有关约束用泰勒

7、公式进行展开，将高次项略去，达到将非线性系统转化为线性系统的目的。线性规划方法需要建立的数学模型比较简单，概念比较清晰，计算方法上有一定优势，但是现行的多种模型的计算量比较大，不利于大型变电站上的应用。而且由于做了过多的近似处理，其结果与实际情况尚且有所出入。通过对计算方法和数学模型的改进，人们提出非线性规划方法，包括一阶梯度法，二阶梯度法（基于海森矩阵），牛顿法（基于库恩-图科最优条件）等，这些方法所建立的模型清晰直观，但所需要的计算量和设备内存的需求量都非常大，而旦结果的收敛性和稳定性以及协调性上并不容易控制。3.3混合整数规划方法这种方法类似于线性规划方法，

8、将先确定好