电网电压稳定性浅析

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1、电网电压稳定性浅析  发表日期：2007年1月15日        【编辑录入：admin】电力系统运行任务是在充分合理地利用能源和运行设备能力的条件下，连续不断地向用户提供数量充足、质量合格、价格便宜的电力和电能，即要可靠、安全、经济地运行。在电力系统运行中，保持系统的稳定性是其重要任务。系统稳定破坏可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故，给社会带来巨大的损失。   一、电力系统的稳定电力系统稳定分为角度稳定、电压稳定和频率稳定三个方面。电力系统失去稳定就是系统的平衡状态遭到破坏而不能正常工作。正常运行的电力系统平衡状态有三个主要特征：①系统中所有发电机均以相同的额定或接近于额定的

2、电角速度运行。②系统中所有的发电厂、变电站母线的电压在额定值或其附近运行。③系统频率在正常范围内.二、电力系统的电压稳定1、电压稳定性及其类型电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力，它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性有关。由于电力系统电压的扰动（短路、大容量电动机的启动、冲击负荷等）、线路阻抗突然增大（断开发电机或静电电容器）、无功电源减小（断开发电机或静电电容器）或母线负荷增大而诱发电压的不稳定现象，导致电压崩溃，使电网瓦解。电压稳定问题分为：静态电压失稳、动态电压失稳和暂态电压失稳。静态电压失稳是指负荷的缓慢增加导致负荷端母线电

3、压缓慢下降，在达到电力系统承受负荷增加能力的临界值时导致的电压失稳，在电压突然下降之前的整个过程中发电机转子角度及母线电压相角并未发生明显的变化。动态电压失稳指系统发生故障后，为保证其功角暂态稳定及维持系统频率，除进行网络操作外，也可能进行切机、切负荷操作，由于系统结构变得脆弱或全系统由于支持负荷的能力变弱，缓慢的负荷恢复过程导致的电压失稳。由于系统在失去电压稳定前已处于动态过程中，发电机及其控制装置、负荷的动态行为都会对动态电压失稳产生影响。暂态电压稳定指电力系统发生故障或其它类型的大扰动后，伴随系统处理事故的过程中发电机之间的相对摇摆，某些负荷母线电压发生不可逆转的突然下降的失稳过

4、程，而此时系统发电机间的相对摇摆可能并未超出电力系统角度失稳的程度。2、系统和设备对电压稳定的影响电压不稳定通常是在高度紧张的电力系统中发生的。而扰动导致的电压崩溃可能是由不同原因引起的，根本问题是电力系统固有的脆性。传输网络强度和功率传输水平、发电机无功功率、电压水平的限制、负荷的电压特性、无功补偿设备特性和电压控制设备的作用共同决定着系统电压稳定的水平。⑴、输电线路对电压的影响输电线既产生无功又消耗无功，其净无功值必须等于线路两端由系统吸收或发出的无功。输电并联电容产生的无功相对是稳定的。输电线串联电感消耗与电流平方成正比的无功，电流从重载到轻载变化很大，输电线无功消耗也随之有大的

5、变化。线路两端电压幅值差主要取决于所能传输的无功功率，电压稳定性主要与传输无功有关，特别是在系统紧急事故或崩溃期间，受端或负荷端电压下降时，线路所能传输的无功更重要。但紧靠电源通过线路向系统提供的无功来维持电压是困难的：①无功不能在输电线两侧有大的相角差情况下传输，具有显著的电压幅值梯度。大的角度是由于长线路和传输大的有功功率引起的。无功功率只能由电压高的一端流向电压低的一端，维持电压幅值在额定值±5%左右的要求也限制了无功功率的传输。和传输有功相比，远距离输送无功，在经济上是不合理的，在技术上也很困难。②由于经济运行要求，希望有、无功损失最小，无功损失小是为了降低无功补偿设备的投资。

6、使无功传输最小，电压又必须维持在较高的水平。③传输无功大小直接影响到系统“甩负荷”引起的瞬时过电压。⑵、发电系统对电压稳定的影响发电机自动调压器是电力系统电压控制的最重要方法，随着系统电压的变化，发电机运行工况也随之变化。正常运行时，发电机维持机端电压恒定，系统电压低时，发电机的无功需求可能使励磁电流或电枢电流达到极限，这将急剧改变发电机特性，保护装置使发电机自动断开。同时，当第一台发电机达到励磁限制时，它的端电压开始下降，机端电压下降对于恒定有功输出，其定子电流增加，进一步限制其无功输出，以保持定子电流在允许范围内，它的这部分无功负荷将转给其它发电机，随着越来越少的发电机具有自动调节

7、励磁能力，系统就逐渐面临电压不稳定，这个过程将导致电压崩溃，也可能导致发电机失去同步。发电机电流保护和系统后备保护，由于是为监测输电系统故障考虑的，它不与励磁系统控制相配合，当机端电压过低时也可能动作，这些继电器的误动，也可能导致电压崩溃。⑶、负荷设备对电压稳定性的影响在电力系统中对电压稳定关系较大的负荷设备有：异步电动机、空调和热泵、放电照明设备、恒温器控制的负荷、手控负荷、电子设备、速度可调的传动设备、变压器电压调节器、自动带负荷调压变压器