ch4电力系统电压和无功的自动控制.pptx

第四章 电力系统电压和无功功率自动控制;第一节 电压和无功功率控制的必要性;2）电压偏移对电力系统的影响 电厂中的厂用机械(水泵、送风机、吸风机、磨煤机等)是由电动机驱动。电压下降会使电动机转速下降，出力减少，并影响厂用机械的出力。严重时会使电厂出力下降，危及电力系统的安全。 如果电力系统中无功功率严重短缺，电压水平过于低下，使某些枢纽变电站的母线电压运行在临界值之下时，母线电压有一微小下降就会发生负荷消耗的无功功率增加量大于系统向该点供应的增加量，使无功缺额进一步下降。如此恶性循环的结果，会使该枢纽变电站的母线电压下降到很低的水平。这种现象即“电压崩溃”。电压崩溃后，大量电动机自动切除，某些发电机组失步，导致系统解列或大面积停电。;二 .电力系统无功功率控制的必要性 1）维持电压在允许范围之内 要控制电力系统在额定电压运行，就要控制电力系统中无功电源发出的无功功率等于电力系统负荷在额定电压时所需消耗的无功功率。如果不满足该条件，电力系统就会偏离额定电压运行。 2）提高电力系统运行的经济性 选用哪种无功电源，安装在何处都十分重要。不仅会影响到电压质量，而且还会有经济性问题。 3）维持电力系统稳定 合理的选用发电机的励磁系统可以提高系统的静态和暂态稳定性。;第二节 电力系统电压和无功功率的控制;2）电力系统的电压控制 电力系统中各节点电压动态变化，每时每刻都在随输送功率（负荷）的变化而变化。电力系统电压控制的首要任务是控制电力系统中各种无功电源发出的无功功率总和等于负荷在额定电压时消耗的无功功率总和，维持电力系统电压的总体水平在额定值附近；其次是控制电力系统各结点电压在允许的范围之内。 通常所说的电力系统电压控制主要是针对冲击性和间歇性负荷产生的电压波动采取一些措施限制。如用大容量母线单独供电、架设电容器、调相机和静止补偿器等。控制的对象是电压中枢点（某些可反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线电压）电压。;3）电力系统的电压控制的设备 发电机是???力系统中主要无功电源。通过调节发电机的励磁电流可以调节发电机的端电压及其输出的无功功率，从而改变电压水平。 调相机的容量可以做的很大，而且调节灵活方便，是很好的无功电源。但投资很大，只有在十分必要的场合才安装。 并联电容器和电抗器以及静止补偿器的容量比较小，而且器出力和安装位置的电压水平密切相关，一般只用其改变安装结点的电压和与之相联接的线路的无功潮流。 变压器调压，普通变压器要在停电状况下进行分解头操作，有载调压变压器可以带电调节电压水平，但调节幅度较大。;二 电力系统的无功功率控制 电力系统电压控制的首要任务是控制电力系统中各种无功电源发出的无功功率总和等于负荷在额定电压时消耗的无功功率总和，维持电力系统电压的总体水平在额定值附近；其次是无功功率的优化控制，优化的内容有两个： 负荷所需的无功功率让哪些无功功率电源提供最好，即无功电源的最优分布问题； 负荷所需的无功功率是让已投入运行的无功电源供给好，还是装设新的无功电源更好，即无功功率的优化补偿问题。 优化的目的是在保证电压质量的前提下获得更多的经济效益。;1）无功电源的最优分布 前提：负荷应有较高的自然功率因数（指负荷本身的功率因数）。负荷的自然功率因数太低会使它消耗的无功大量增加。在这种情况下进行无功补偿是非常不经济的。 最优分布目标函数： 约束条件： ; 无功电源最优分布准则： 其中， 是(有功)网损微增率， 是 无功损耗微增。第一式是等网损微增率准则，第 二式是无功功率平衡关系式。;例题4-1 两发电厂联合向一个负荷供电，如图，Z1=0.10+j0.40, Z2=0.04+j0.08。设发电厂母线电压为1；负荷功率SL=PL+jQL=1.2+j0.7，有功部分由两发电厂平均分摊，试确定无功功率的最优分布。 ;? ; ; 2）无功负荷的最优补偿 无功负荷的最优补偿包括最优补偿容量、最优补偿设备的分布和补偿顺序的选择等问题。属于电力系统规划设计范畴。 设在系统某点装设无功功率补偿设备所需的费用为Cd则该费用包括三部分： 所装设的补偿设备的维修费——正比于补偿设备的投资； 所装设的补偿设备的回收费——正比于补偿设备的投资； 所装设的补偿设备的能量损耗费——正比于补偿设备的容量； ; 其中， 为单位补偿设备容量的投资； 为补偿设备的投资；