冲击负荷对电力系统的影响

冲击负荷对电力系统的影响摘要：广西是铝工业的重要生产聚集区。与此同时，也有使用高速铁路和其他交通工具的电力机车，它们是电网上的冲击负荷。为了加强冲击负荷接入电网时的稳定性和可靠性，解决冲击负荷产生的电压波动、谐波等问题，根据文献检索和对电力系统的了解，提出了相应的控制手段。摘要：利用增强器分析无功和电压波动，讨论了波形测量法在谐波分析中的应用，提出了无功补偿对稳定电压波动和控制谐波的必要性。关键词：冲击负荷电压波动的谐波无功补偿介绍传统意义上的冲击负荷包括轧机、电弧炉和电动平轧机。在广西，它还应该包括大型电解铝厂和高速电力机车。冲击负荷由于其随机性、间歇性和重负荷的特点，在接入电网时会引起过载、谐波、电压等问题，对良好的电能质量构成严重威胁。当大量冲击负荷组合到电网中时，由于它们基本上是非线性负荷，很难直接估计和显示它们之间复杂的功率关系和冲击范围。有效分析冲击负荷接入对区域电网的影响，并寻找相应的控制措施，是保证电力系统安全运行和可靠电能质量的重要措施。I .电压波动电压是电网供电质量的重要指标。在额定电压下向用户供电是保证供电可靠性的必要条件。在实际运行中，随着冲击负荷的不断接入，其时间的可变性和冲击性将导致电力系统电压波动，波动范围将增大，甚至超过电能质量要求。电压稳定性是指电力系统在正常运行条件下或干扰2后，将所有母线电压保持在可接受的稳态值的能力。电力系统受冲击负荷接线引起的小扰动影响后，其控制电压稳定性主要由冲击负荷特性和各种连续控制箱在指定时间的离散控制决定。系统小扰动稳定性的判据是，在给定的运行条件下，系统中各母线的电压值会随着注入无功功率的增加而增加。如果至少一条母线的电压没有随着注入母线的无功功率而增加，则系统电压不稳定。为了研究冲击负载的电压波动，根据戴维南定理，电源系统由电路开路电压和串联阻抗的等效电路参数组成。负载由复阻抗Z=RL表示，RL消耗系统的有功功率，XL消耗系统的无功功率。图1等效电路增强器3可以动态注入和输出分析电压。增强器主磁电源的输出电流为周期性脉冲源，脉冲波形类似于指数曲线，不严格要求电流返回截面曲线。图2增强器主磁体电流曲线一个周期内增强器电源的波形可以表示为：U0=atbt-(公式1-1)根据图1的等效电路，电流变化规律可以根据动态电路的三元件方法计算：它=c-ce-dtt (d-de-dt-) (t-)(公式1-2)Q=UIsin(公式1-3)从等式(1-2)和(1-3)可以看出，负载波动会引起电流波动，电流波动会引起无功功率波动。U=PRL QXLU(公式1-4)在电力系统中，一般RLXL，从方程1-4可以看出，无功功率的变化会引起电压的变化。一般来说，冲击负荷的感性无功功率变化是周期性变化的，这将导致供电电压的周期性波动。波动范围将超过额定电压值范围或不在国家标准允许的标准范围内。为了保证冲击负荷接入电力系统后的长期、安全、稳定、可靠运行，必须在增强器投入运行时进行无功补偿4。二、谐波分析影响可建立冲击负荷模型，电能质量分析仪可用于测量冲击负荷各测量点的三相电压和电流有效值。冲击负载模型使用可控电流源来表示模拟冲击负载5的功率变化。基于测得的电流数据，利用Matlab中的拟合方法可以获得电流拟合函数，然后在PSCAD 6中建立将受控拟合电流注入节点的定制模型。将冲击负荷模型接入等效电网，对常见耦合节点的谐波电流和谐波电压进行分析，并转化为谐波分析的国家标准允许比较值。根据电能质量公用电网谐波的规定，谐波电流应根据最小短路容量和负载分量进行转换。确定公共耦合点的最小短路容量、国家标准短路容量、用户用电协议容量和供电设备容量。转换高次谐波电流的允许值，并对模拟电流进行快速傅里叶变换分析。通过将允许值与仿真值进行比较，可以得出仿真值是否会超过允许值，并做出相应的结论。转换高次谐波电压的允许值，并通过快速傅立叶变换对仿真电压进行分析。通过比较高次谐波电压含量率、电压总谐波畸变率和国家标准规定的限值，可以得出相应的结论。根据电能质量电压运行波动和闪边，对于随机和不规则的电压波动，35kV电压水平的波动范围为2%，35220kV电压水平的波动范围为1.5%。通过比较计算出的公共耦合点电压波动百分比值的国家标准值，可以得出冲击负荷引起的谐波冲击是否允许接入电力系统。短路容量大，基波和谐波的短路阻抗小。当相同的谐波电流注入电网时，谐波电流将在较小的谐波阻抗上产生较小的谐波电压。由相同量的无功功率变化引起的电压波动相应地减少。一般来说，电压等级较高的母线的短路容量大于电压等级较低的母线，并且它们具有承受较大谐波和无功功率变化的能力。因此，当某个区域包含更多冲击负载时，新输入的冲击负载的电压水平可以适当地增加7。三。解决方法可以提出以下解决方案来解决由连接到电力系统的冲击负载引起的谐波问题：3.1安装SVC消除电压波动整个系统从电网吸收的无功功率保持恒定，冲击负荷无功负荷引起的电压波动限制在国家标准允许范围内。静止无功补偿器能有效消除电压波动和谐波问题，但当对电力系统的冲击负荷较小时，只能安装滤波装置。3.2提高冲击负荷接入的电压水平电压等级较高的母线比电压等级较低的母线短路容量大，能够承受较大的谐波和无功功率变化。当某个区域有更多新的输入冲击负载时，可以适当增加其接入电压电平。3.3安装处理设备采用滤波装置吸收附近冲击负荷产生的谐波，降低注入电网的谐波电流，是抑制谐波的有效措施。添加滤波器是基本的解决方案，它消除了谐波源对电网的局部影响。大多数企业将无源滤波器装置或有源滤波器并联到负载入口线路侧，以滤除谐波8-9。结论随着广西工业的发展，特别是大型铝矿工业的不断生产和高速铁路的出现，广西电力系统将面临一系列的稳定性和可靠性挑战，如大规模冲击负荷引起的电压波动和谐波污染等，这就要求科研人员投入更多的精力，为解决这一重大问题做出应有的贡献。参考：胡伟，查晓明，孙建军。多谐波源网络的谐波源建模与谐波叠加仿真。中国电力，2006，39(3): 61-65。2王希凡，方万良，杜.现代电力系统分析。贝李振国张晓唯。6电网电气化铁路220千伏和110千伏供电电压等级研究.电力系统保护