电力系统电压控制.ppt

电压稳定性的相关概念目前就下列概念仍未有一个统一的定义。电压稳定性电力系统在正常运行或经受干扰后维持所有节点电压为可接受值的能力。电压失稳扰动引起的持续且不可控制的电压下降过程。电压崩溃伴随着电压失稳的一系列事件导致系统的部分电压低到不可接受的过程。010203电压稳定性分类研究的时间范畴长期电压稳定暂态电压稳定性中期电压稳定（0.1s），主要研究感应电动机和直流高压输电系统的快速负荷恢复特性所引起的电压失稳，特别是短路后电动机由于加速引起的失稳或由于网络弱联系引起的异步机失步的电压稳定问题。扰动后或暂态后电压稳定，时间范畴1.5min，包括OLTC、电压调节器及发电机最大励磁电流限制的作用。20~30min，主要相关因素是输电线过负荷时间极限、负荷恢复特性的作用、各种控制措施（如甩负荷）。电压不稳定事故及其特征电压崩溃的起因：某个偶然事件；事故从起始到系统崩溃经历的时间较长，这点和角度失稳不同；崩溃前电压可视为临界电压，各系统不同；事故造成的损失都很大。电压崩溃的一般过程1、负荷转移、无功备用减少2高压侧电压下降级联跳闸3OLTC调整高压侧电压下降4备用耗尽电压崩溃电力系统经受非正常运行工况，接近负荷中心的大发电机组退出运行，导致某些高压传输线路负荷加重，网络损耗增加，使无功备用资源处于最小。继电保护动作，跳开重负荷线路，负荷装移到其它的临近线路。临近线路中的无功损耗急速增加，电压降低，引起线路级联跳闸。超高压和高压电网电压的降低反过来影响配电系统，使其二次侧电压降低。这时，变电站的OLTC（自动调节）将力图恢复配电电压，变压器分接头每一次动作，都使得高压侧线路上的负荷增加，从而在几分钟内使负荷达到故障前的水平。同时线路损耗也增加，反过来又引起高压侧线路电压进一步下降。随着每一次分接头动作，整个系统中发电机的无功输出将增加，慢慢地发电机就一台接一台达到它的无功容量极限（受转子最大允许电流的限制）。当第一台发电机达到磁场电流极限时（失去电压控制作用），电压就要降落。因为发电机固定有功输出，所以电压降低必导致电枢电流增加。要保持电枢电流在允许限制内，就要进一步减少无功的输出，该发电机分担的无功就转移到其它发电机，导致越来越多的发电机过负荷和失去电压控制。从而系统遭受电压不稳定。最终导致电压崩溃，还可能导致发电机失去同步和大面积停电。电压崩溃的一般特征A电压崩溃前的系统往往处于重负荷运行状态，系统运行备用（特别是无功）紧张，传输线潮流接近最大功率极限。B电压崩溃起因多样，如系统负荷持续增加，大的突然扰动，失去发电机组，线路重负荷，运行人员处理非正常工况下的误操作。C电压崩溃问题的核心是系统满足无功需求的不稳定。通常电压崩溃包括系统具有重负荷线路的情况，当从邻近区域传输无功功率发生困难时，再要增加无功功率支持就可能导致电压崩溃。D低电压情况下，线路距离保护动作，使并行输电线相继跳闸；发电机励磁限制器动作，引起发电机级联跳闸；OLTC动作，恢复二次侧负荷，使一次系统电压进一步跌落。这些是电压崩溃的重要机理。电压崩溃的一般特征E电压崩溃通常表现为慢的电压衰落，电压崩溃过程可持续几分钟量级，这是许多电压控制设备和保护系统作用的积累（并相互作用）的结果。但有些时候，这通常是由不利的负荷成分（感应电动机、直流换流器）引起的，这种电压不稳定的时间框架与转子角不稳定时间框架相同。许多情况下，电压不稳定和转子角不稳定是互相耦合的。F电压崩溃可能因过分使用并联电容器而恶化。只有通过并联电容器、静止补偿器和同步调相机的何时选择和协调，才能使无功补偿最有效。G继电保护、低频减载等各自为战，缺乏协调，也是导致电压不稳定发展的重要原因。电压失稳的机理解释电压稳定最初被认为是一个静态问题，即系统在负荷小扰动时应有一定的无功裕度。否则，在无功功率不足，系统电压水平较低的系统中，很可能由于两者互相影响、激化，形成恶性循环，引起电压崩溃事故。电压失稳的机理解释分析的方法：假设有一微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动，观察这扰动产生的后果。a点可承受小扰动；b点在不同扰动下，表现不同特性；电压崩溃动态机理123（1）假定电动机械负荷为恒功率负荷，端电压的降低导致电动机定子电流的增加；（2）定子电流的增加，增大了输电线上的电压降落，进一步降低了电动机的端电压；（3）端电压的下降引起线路电容充电无功功率的减小，使系统中无功更加短缺另外，电动机定子电流的增加，导致发电机输出电流的增加，在发电机励磁电流已达极限不能在增加后，由于电枢反应将引起气隙磁通的减少，导致发电机内电动势的减小，从而降低发电机端电压，同时减少了发电机无功输出，使系