电力系统中电压与无功问题的新特点及对策.doc

电力系统中电压与无功问题的新特点及对策摘要： 本文阐述了以高载能、大电机负荷为主的地区电网电压和无功的特点，并提出处理对策。关键词： 电力系统电压与无功特点及对策abstract: this article states the high load can, big motor load primarily local grid voltage and reactive characteristics, and put forward the countermeasures.key words: electric power system voltage and reactive characteristics and countermeasures中图分类号：tm712文献标识码：a文章编号：近年来,随着乌海地区大容量电动机和高载能感性负载的使用,电力系统的无功问题有三个新的特点: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。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是带来电压降低的问题,而且还会影响到电压稳定问题。传统的无功补偿设备（并联电容器）只能是全退或全投运行，而电压波动较大时，应引入一种能根据实时的无功情况发出或吸收无功功率的补偿装置（动态无功补偿设备），以达到柔性的、平滑的调整电压的目的。1、电压稳定问题及对策1.1电压稳定问题长期以来,我们重视电力系统频率稳定和功角稳定问题,而对电压稳定问题重视不足。有一种观点甚至认为,我们过去经历了有功功率和无功功率长期缺乏的年代,电网电压严重偏低,在那种状况电压都没有崩溃,所以不可能出现电压崩溃问题。但是,现在我们认识到,以前没有出现电压崩溃问题,是因为不满足电压崩溃条件,或者是忽视了在其它电网崩溃故障中间接带来的电压崩溃问题。1.2电压稳定问题的对策（1）静态电压稳定分析校核使用静态电压稳定分析的方法,对电网运行的薄弱环节进行校核分析。现在使用的很多分析电压静态稳定的方法,例如灵敏度分析等,可以找出指定母线在不同有功水平下的静态稳定极限,即u-q曲线的斜率为0处。这样可以得到测试母线的无功裕度,便于方式人员提前发现问题,消除电压稳定问题于未然。（2）采用动态无功补偿装置采用先进的动态无功补偿装置,可解决动态情况下的无功快速跟踪补偿问题。（下面有专门的介绍，也是本文的重点）（3）加装低压减载装置在关键点加装低压减载装置,保护电网的安全运行。由于无功功率在电力系统中的输送能力特别差,所以要求无功功率就地分层补偿,避免无功功率在系统中的传递。但是,这也可以说明由于无功功率缺乏造成的电压稳定问题是一个局部的问题。在电网中的电压中枢点或者监测点加装低压减载装置可以避免整个网络的崩溃。（4）使用多种负荷模型进行暂态电压稳定计算在负荷建模问题仍然没有统一的算法之前,使用具有暂态电压稳定计算的商业软件时,需要对本地负荷做出预测,用多种负荷模型进行暂态稳定校验,这样才有可能得出比较适用的结论。2、无功补偿问题的现状及对策2.1无功补偿问题的现状当前乌海电力系统广泛使用的无功补偿方式是固定电容器补偿,采用的原则是“分层分区,就地平衡”。但是由于我们的负荷的特性（可以说是大起大落，电压波动很大）,传统的补偿方式已不能很好地适应电力系统要求,而基于电力电子元器件构成的静止无功补偿装置(svc)、静止同步补偿装置(statcom)等柔性输配电设备则能很好地对无功功率进行动态补偿,具有广阔的前景。前面所提到的由于无功短缺而造成的电压快速崩溃也可以使用这些新设备进行预防。另外由于低功率因数整流设备和电弧炉的应用,往往同时出现无功与谐波问题。以前对谐波的监测不够,只考核用户的功率因数,造成公共母线的注入谐波超标。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,形成严重的后果。动态无功补偿设备的分析比较目前在电网中应用的动态无功补偿设备（svc）,根据其构成,可以分为饱和电抗器(sr)型、晶闸管投切并联电容器(tsc)型、晶闸管控制并联电抗器(tcr)加固定电容器组(fc)型。由于sr型的svc设备存在噪声和损耗都比较大的缺点,目前广泛应用的是后两种原理的svc。两种原理的svc接线及动作特性如下图所示。tcr和tsc的原理图及svc的动作特性图下面以tcr+fc型的svc为例说明动态无功补偿的机理tcr+fc型svc的电压电流特性如图中的折线部分所示,系统特性可以由戴维南定理等效为直线。假设初始状况下,系统与svc的特性交于a点,此时svc既不发出有功功率,也不发出无功功率。当系统特性变化为上面的一条斜线时,如果没有svc,系统电压将为b点,而有了svc之后,svc吸收无功功率,实际与系统交于c点,显然,减小了系统电压的波动。同样,当系统特性变化为下面的一条斜线时,如果没有svc,系统电压将降低为d点,但svc此时发出无功功率,将系统运行点补偿为e点。在调整的过程中,无功量的调整均为平滑调节,不会造成电压大的波动。而传统的电容器补偿无功则为跳跃式的，电压波动是比较大的。tsc的优点是不产生谐波,缺点是只能分级补偿。而tcr的优点是能连续调节向电网输出无功功率的大小,缺点是产生谐波,需要单独的滤波装置。由于上述两个特点, tsc的成本相对较低,在低压配电领域中得到了更好的应用,而tcr在对无功平稳补偿有要求的领域有更大的市场,广泛地用于对电弧炉的无功补偿领域。2.2无功补偿问题的对策a)继续推行无功就地补偿的政策,在冶炼等无功动态变化的行业要求采用svc等补偿设备。b)在城市配电网中,在公共母线上也要加装动态无功补偿设备,防止电压崩溃。c)对原有的电压和无功功率控制设备,采用新型完善的控制策略,发挥其在基础无功负荷补偿的作用。d)在采用新型的设备治理无功的同时,注意对谐波状况的监测与治理。本文对电压和无功问题在当前电力系统中的新特点进行了调查与分析,得出了电压和无功功率问题在当前电力系统中的三个新特点,即无功功率需求量大,变化剧烈和常伴随谐波出现,与此相关的电压新问题是电压稳定问题。应用svc可以平滑地改变输出(或吸收)的无功功率,起到灵活调节无功功率的大小或极性的作用,故能很好地对无功功率进行动态补偿。svc运行维护简单,在预防因无功功率短缺而造成的电压快速崩溃方面,具有广阔的前景。【参考文献】1姜宁，王春宁，董其国。无功电压与优化技术问答m。北