电力系统分析12-1

1 华南理工大学电力学院张勇军2007年3月 PART12 1 电力系统分析ElectricPowerSystemsAnalysis 2 第十二章电力系统的无功功率平衡和电压调整ReactivePowerBalanceandVoltageRegulation 电力系统的无功功率平衡电力系统电压调整的措施 3 12 1电力系统的无功功率平衡 ReactivePowerBalanceofPowerSystems 4 电压质量的要求 供电电压偏移VoltageDeviation电压波动和闪变VoltageFluctuation Flicker电网谐波Harmonics三相不对称程度PhasesUnbalance 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 5 电压偏移的不利影响 降低用电设备的效率和经济性高电压会降低照明设备的寿命高电压会加速设备绝缘的老化低电压使异步电动机发热损坏 堵转而产生次品 废品 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 6 电压和无功功率的关系 节点电压大小决定无功功率分布与流动无功功率的平衡决定系统的电压水平 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 7 无功功率负荷 异步电动机 异步电动机消耗的无功功率 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 8 变压器的无功损耗 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 9 输电线路的无功损耗 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 CanbeLoadorPower 10 无功功率电源 发电机Generator同步调相机Condenser并联电容器ShuntCapacitor静止无功补偿器StaticVarCompensator SVC静止无功发生器StaticVarGenerator SVG 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 11 Generator 唯一的有功电源 又是最基本的无功电源有快速的无功出力调节能力通常发出感性无功进相运行可以吸收系统中多余的无功功率 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 12 Condenser 过励磁运行时向系统供给感性无功欠励磁运行时从系统吸取感性无功能够平滑改变输出 或吸取 的无功功率运行维护比较复杂有功功率损耗较大响应速度较慢 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 13 ShuntCapacitor 投资费用较小运行功率损耗小维护较方便调节性能比较差分组投切可实现补偿功率的不连续调节 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 14 StaticVarCompensator 能够平滑地改变输出 或吸收 无功功率运行维护简单功率损耗较小响应时间较短可以分相补偿以适应不平衡的负荷变化 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 15 STATCOM 响应速度更快运行范围更宽占地面积小优良的可扩展性谐波电流含量更少电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 16 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 无功功率平衡 12 1电力系统的无功功率平衡 QGC QLD QL Qres 7 8 QLDmax 电源无功容量无功负荷 网络无功损耗无功功率备用 最大无功负荷 全系统无功功率平衡分地区分电压级无功功率平衡按无功功率就地平衡的原则进行无功补偿 17 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 例12 1 18 Solution 输电系统参数计算得到等值电路无补偿的功率平衡计算计算系统总功率需求 42 27 j37 62MVA发电机按额定功率因数运行的输出功率 42 27 j26 2MVA 无功缺额约11Mvar补偿后的功率平衡计算补偿10Mvar后发电机出力 41 89 j25 29MVA 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 19 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 补偿量可以是其他值吗 比如15Mvar或20Mvar 12 1电力系统的无功功率平衡 并联电容器通常是安装若干组并根据补偿需求进行投切的 通常每组容量可以是2 4 3 3 6 4 5 6 8 10Mvar等 20 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 无功功率平衡 12 1电力系统的无功功率平衡 QGC QLD QL 和电压水平存在什么关系 电源无功出力无功负荷 网络无功损耗 21 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 简单系统的分析 22 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 无功平衡和电压水平的关系 Q V关系 负荷特性 Va 负荷增加 V a E增大后 23 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 Conclusion 12 1电力系统的无功功率平衡 系统的无功电源充足 运行电压水平高 反之 无功不足 运行电压水平就低 应力求实现在额定电压下的系统无功平衡 无功功率不宜长距离输送 负荷所需的无功功率应尽量做到就地供应 实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件 24 例12 2 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 已知V1 115kV维持不变 负荷有功PLD 40MW保持恒定 无功功率与电压平方成正比 即QLD Q0 V2 110 2 试就Q0 20Mvar和Q0 30Mvar两种情况按无功功率平衡的条件确定节点2电压V2 25 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 Solution 12 1电力系统的无功功率平衡 线路送到节点2的无功功率 QLD Q0 V2 110 2 26 Q0 30Mvar时V2 103 7kV Q0 20Mvar时V2 107kV 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 1电力系统的无功功率平衡 由无功平衡确定电压 27 12 2电压调整的基本概念 BasicConceptofVoltageRegulation 28 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 35kV及以上供电电压正 负偏移的绝对值之和不超过额定电压的10 7 和 3 10kV及以下三相供电电压允许偏移为额定电压的 7 220V单相供电电压允许偏移为额定电压的 7 和 10 允许电压偏移 12 2电压调整的基本概念 29 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 中枢点 12 2电压调整的基本概念 Definition 系统主要的供电点 例如 区域性水 火电厂的高压母线枢纽变电所的二次母线有大量地方负荷的发电机电压母线 30 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 2电压调整的基本概念 目的 保证系统中各负荷点的电压在允许的偏移范围内 手段 对中枢点的电压进行监视和调整 电力系统调压 仅靠控制中枢点的电压能否保证所有负荷点的电压偏移都在允许范围内 31 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 12 2电压调整的基本概念 逆调压 在大负荷时升高电压 1 05UN 小负荷时降低电压 UN 顺调压 大负荷时允许电压稍低 1 025UN 小负荷时允许稍高 1 075UN 常调压 保持为大约恒定的数值1 02 1 05UN 中枢点的调压方式 32 版权所有者 张勇军未经书面允许 他人不得使用 电压调整的基本原理 12 2电压调整的基本概念 33 版权所有者 张勇军未经书面允