电力系统稳态课件第六章电力系统的无功功率和电压调整sry

第六章电力系统的无功功率和电压调整,华侨大学尚荣艳,无功和电压管理的目的：保证电压质量，降低有功损耗,无功和电压的管理方法,电压波动限制,电压调整,手段,方式,目标,条件,条件,手段,计算方法,可预见性的电压变动,发电机、变压器、无功补偿设备,中枢点电压满足要求,逆调压、顺调压、常调压,随机冲击性的电压波动,变压器、无功补偿设备,接大系统并联电容器并联调相机并联饱和电抗器,无功平衡与优化,主要研究内容及其相互关系,无功和电压调节与有功和频率调整的区别,有功电源：只有发电机组，单一性。无功电源：发电机组，无功补偿装置（电容器组、电抗器组、调相机、静止补偿器等）（变电站），多样性。有功电源供应有功功率和电能需要消耗一次能源。无功电源不消耗一次能源。全系统频率相同，频率调整集中在发电厂，调频手段只有调整原动机功率一种。电压水平则全系统各点不同，而且电压调整可分散进行，调压手段也多种多样。电压无功调整的基本原则：分层分区调整与无功的就地平衡电网中，无功损耗远大于有功损耗。,无功损耗远大于有功损耗,一、无功负荷和无功损耗,照明、电热，只消耗有功功率，消耗感性无功QL小。同步电动机，有励磁绕组，通过励磁电流的调节，可以调节其输出无功的大小。过激运行，发QL；欠激运行，吸收QL。在综合负荷中比例小。异步电动机，消耗QL，在综合负荷中比例很大。综合负荷功率因素，0.60.9，滞后（感性无功）,第一节电力系统中无功功率的平衡,无功负荷,无功损耗,线路,变压器,感性无功,12%,10%,单个,7%,额定负载五级变压,50%,多电压级网络，变压器的无功损耗很大，远大于有功损耗,二、无功功率电源,发电机与并联电容器并联电抗器与调相机静止无功补偿器（SVC）StaticVarCompensator静止补偿器（SVC）的类型静止补偿器（SVC）的等值电路静止补偿器（SVC）的伏安特性静止补偿器（SVC）特点静止调相机（STATCON）StaticCondenser静止调相机的等值电路静止调相机的无功调节原理电容器、调相机、静止补偿器的比较见书Page-223,发电机与并联电容器,发电机：通过改变励磁电流，可连续调节无功，且可吸可发感性无功，不需额外投资。,并联电容器：QCBCU2，输出无功与电压有关，电压越高，输出无功越大，不利于无功调节；只发感性无功，投资小，经济性好。不可连续调节，不能作为动态无功电源。,并联电抗器：输出无功与电压有关，只发容性无功，用于超高压、长距离、轻载线路。投资小，经济性好。不可连续调节，不能作为动态无功电源。调相机：过激运行，发感性无功；欠激运行，吸收感性无功。输出无功与U无关，可连续调节，但投资大，运行维护困难。,并联电抗器与调相机,静止无功补偿器（SVC）的类型,SVC：StaticVarCompensator；TCR：TransistorControlledReactorTSC：TransistorSwitchedCapacitor；SR：SaturatedReactor,静止无功补偿器（SVC）的等值电路,C,Lf,C,（a）TCR型,晶闸管代替机械开关,滤波器,静止无功补偿器（SVC）特点,输出无功仍然与电压有关，但可连续快速调节，可作为动态无功电源。TCR：通过TCR中晶闸管开关的控制，连续调节其吸收的IL；结合电容器，可吸可发IL。投资大，主要用于500kV电网，以提供动态无功电源。TSC：通过晶闸管开关的切换，调节其吸收的IC（即输出IL），可频繁投切；只能输出IL。用得很少。SR：根据SR的伏安特性，自动调节其吸收的IL。结合电容器，可吸可发IL。用得很少。,静止调相机的等值电路,k：1,逆变器,C,A,a,k：1,静止调相机/静止无功发生器/静止无功同步补偿器Statcon/SVG/Statcom输出Q与U无关，可快速连续调节感性或容性无功；投资大，技术不成熟。,静止调相机的无功调节原理,跟踪接入点电压相位，调节逆变器输出电压幅值，实现感性或容性无功调节。,三、无功功率的平衡,有功电源不足，相应的有功平衡，意味着频率的下降无功电源不足，相应的无功平衡，意味着电压的下降,A、B两平衡点，B点电源不足，频率（电压）小于额定值,A,B,例6-1（Page-225）无功补偿的作用,已知线路末端负荷和首端电压，根据首端功率因数的要求(也可以根据末端电压调整量的要求)，确定末端无功补偿的容量；无功补偿的功率因数调节（降损）和电压调节的双重作用书上方法比较近似：为了满足电源功率因数要求，则负荷功率因数应该比电源功率因数大（因为无功损耗比有功损耗大），但具