动态电压稳定

2024-11-11

动态电压稳定(通用7篇)

动态电压稳定 篇1

摘要:首先分析了无功功率及静止无功补偿器对电力系统电压稳定性的影响, 为了消除Hopf分岔, 提出采用线性反馈控制方法控制电力系统的Hopf分岔。实验结果表明, 电力系统无功功率增加导致系统出现了Hopf分岔, 静止无功补偿器通过补偿无功功率延迟Hopf分岔, 提高系统的电压稳定域, 线性反馈控制方法有效地消除了电力系统的Hopf分岔。

关键词:电力系统,电压稳定,Hopf分岔,静止无功补偿器,线性反馈控制

1 算例分析

1.1 无功功率对系统Hopf分岔的影响

在不采用任何措施的情况下, 以无功功率Q1为参数, 得到系统的平衡解曲线 (Q1-u曲线) , 如图1所示:

如图所示曲线的上半支出现了两个Hopf分岔点, 分别为H1和H2。进而可以得出如下结论:a.此种情况下系统的电压水平以及载荷能力均处于相对较低的水平;b.由于保证系统运行的电压允许范围有限, 而此时鞍结分岔点LP的电压过低, 已经超出了电压波动的允许范围, 由于系统运行对于安全电压的要求也不能使其运行至LP点。

1.2 SVC补偿对系统Hopf分岔的影响

在仅加装静止无功补偿器 (SVC) 的情况下, 以无功功率Q1为参数, 本文取参考电压的标幺值为1, 调节SVC的增益和时间常数。当kr=5, tr=0.05时, 系统的平衡解曲线 (Q1-u曲线) 如图2所示。

如图所示曲线的上半支出现了两个Hopf分岔点, 分别为H1和H2。进而可以得出如下结论:a.SVC提供了大量的无功补偿, 从而使得系统的无功负荷 (参见图中LP点) 和电压水平 (约为1.8) 都得到了极大的提高;b.通过SVC进行补偿使得Hopf分岔的发生得到了极大的延迟, 且两个Hopf分岔点间的距离减小了;c.SVC虽然能够极大的延迟Hopf分岔的发生, 但却无法消除Hopf分岔;d.鞍结分岔点的电压得到了极大的提升, 来到了正常运行所允许的范围内。

1.3 线性反馈控制对系统Hopf分岔的影响

设控制量u采用线性状态反馈控制, 则有u MkÁ (ÂÃÄ) , 式中ks为反馈控制增益;ÁÂÃ为参考角速度 (取0值) 。在仅采用线性反馈控制的情况下以无功功率Q1为参数, 求解系统的平衡解曲线 (Q1-u曲线) 。当ks=0.25时, 系统的平衡解曲线 (Q1-u曲线) 如图3所示。

如图所示曲线上半支仅有一个LP点。进而可以得出如下结论:a.该控制并未改变系统的平衡解流型及平衡点, 系统的LP点保持不变;b.通过适当的调节增益ks该控制可以完全消除平衡解流型上半支的Hopf分岔, 使其能够运行至极限点 (LP点) ;c.该控制本身不能提供无功功率, 所以无法使系统的载荷能力和电压水平得到提升。

1.4 综合作用对系统Hopf分岔的影响

在考虑SVC与线性反馈控制二者综合作用的情况下以无功功率Q1为参数, 当kr=5, tr=0.05, ks=0.25时, 系统的平衡解曲线 (Q1-u曲线) 如图4所示。

如图所示曲线上半支仅有一个LP点。由上述仿真结果可以得出如下结论:a.系统上半支的Hopf分岔点被完全消除, 使其可以运行至极限点 (SNB点) ;b.系统的载荷能力及电压水平较图3相比得到了较大提升;c.在允许范围内的电压稳定裕度得到了极大的提升。

2 结论

综上所述, 本文通过对SVC补偿与线性状态反馈控制进行比较得出如下结论:a.SVC补偿提升了系统的载荷能力和电压水平, 一定程度上延迟了Hopf分岔的发生, 但无法消除该分岔;b.线性状态反馈控制能够完全消除曲线上半支的Hopf分岔, 使系统运行至SNB点, 但是无法提升系统的载荷能力与电压水平;c.通过比较分析之后将二者相结合共同对系统进行作用, 既提高了系统的载荷能力和电压水平, 又消除了曲线上半支的Hopf分岔, 从而使系统的电压稳定裕度在允许范围内得到了极大的提升。

参考文献

[1]Dobson L, Chiang Hsino-dong, James S, et al.A model of voltage collapse in electric powersystems[A].In:IEEE Proceedings of 27th Conf-erence on Control and Decision[C].1988:2104-2109.

动态电压稳定 篇2

电力系统的稳定性指的是电力系统遭受干扰后是否能恢复到可接受的稳定运行状态的能力。按导致稳定破坏的电气量的性质,电力系统的稳定性分为频率稳定性和电压稳定性。

按干扰的性质,电力系统的稳定性分为小干扰稳定性和大干扰稳定性。小干扰指的是干扰量很小,且变化十分缓慢,用静态特性进行分析计算,因此小干扰稳定性又称为静态稳定性;大干扰指的是干扰量大,且变化突然,需用动态特性进行分析计算,因此大干扰稳定性又称为动态稳定性[1]。

频率稳定性取决于全系统的有功平衡,电压稳定性取决于各区域电网的无功平衡。电压稳定性破坏可能在局部电网发生,然后波及全网,因此保持各区域电网的电压稳定性十分重要。

区域电网中无功电源的调节特性是区域电网大干扰电压稳定的决定性因素。静止无功补偿器(SVC)与电容器具有截然不同的无功-电压特性,使区域电网具有不同的大干扰电压稳定性能力,对两者进行对比研究。

1 区域电网的动态电压稳定性原理

图1示出典型的存在电压稳定性问题的电网结构,1为高层电网(枢纽变电站)的送电母线,2为区域电网的送电母线,X12为输电网的阻抗,P2+j Q2为接于母线2上的无功负荷与无功电源的综合[2]。

图2示出节点2的无功平衡状况。图中QL(U)为节点2无功负荷的电压特性,QG(U)为节点2无功电源的电压特性,下标1、2表示节点2无功电源的两种状态,2状态是1状态切除部分无功电源的结果。

稳定状态下,节点2的电压运行在QG(U)与QL(U)的交点上,其中A为稳定平衡点,B为不稳定平衡点。当电网发生大干扰突然由1状态变为2状态时,决定该区域电网大干扰电压稳定的充分条件为:干扰后的电网有稳定平衡点(例如图2中的A2点);干扰后的动态过程能使区域电网进入该稳定平衡点[3]。

图2中的Ucr为负荷的临界电压:当电压高于临界电压时负荷吸收的无功随电压下降而减小;当电压低于临界电压时负荷吸收的无功随电压下降而增加。因此大干扰后的动态过程中电压的过度下降会导致电压突然崩溃。例如2003年8月14日美国东部时间下午4点10分,美国东部电网一条关键通道故障导致负荷转移,加重了部分区域的负载。使该区域电压过分下降导致该区域电压崩溃,继而引发美国和加拿大东部电网电压崩溃,造成了迄今为止世界上最大的一次电网电压崩溃事故———“美加8.14大停电”,损失负荷61.8GW。

2 区域电网的动态电压稳定性的数值仿真

数值仿真是研究动态电压稳定性的重要手段[4,5]。作为研究无功-电压动态特性的模型,简化的仿真计算接线的无功分布如图3所示。

图3中,QL与QC分别为区域电网的无功负荷功率与无功补偿器的功率。QS为正常运行时上层系统送入区域电网的无功功率,输电线断开时即为区域电网的初始无功缺额。

计算无功补偿器为电容器和SVC两种情况下输电线断开后2点电压变化的动态过程。

2.1 电容补偿下的电压稳定性分析

(1)初始条件1:负荷初始无功QL0=0.5,电容器初始无功QC0=0.4,上层系统送入区域电网的初始无功QS0=0.1。

输电线断开后2点电压变化的动态过程曲线示于图4,从上到下4条曲线分别为2点电压、区域电网的负荷无功、补偿器无功和无功缺额。可见随电压下降负荷无功和补偿器无功均减小,由于初始无功缺额较小,电压下降不大,在该电压范围内电压稳定。

(2)初始条件2:负荷初始无功QL0=0.5,电容器初始无功QC0=0.333,上层系统送入区域电网的初始无功QS0=0.17。

输电线断开后2点电压变化的动态过程曲线示于图5。由于初始无功缺额较大,电压下降较大,电压低于临界电压后负荷吸收的无功随电压下降反而增加,因此导致电压崩溃。

2.2 SVC补偿下的电压稳定性分析

(1)初始条件1:负荷初始无功QL0=0.5,电容器初始无功QC0=0.15,上层系统送入区域电网的初始无功QS0=0.35,SVC的调节时间常数TSVC=0.1s。

输电线断开后2点电压变化的动态过程曲线示于图6。由图可见,与电容器相比较,SVC具有截然不同的无功-电压特性[2]。当电压下降时SVC输出的无功增大,从而在较大的初始无功缺额下,电压稳定性仍然得以保持。

由于SVC调节时间常数很小,2点电压不振荡过渡到新的稳定平衡点电压。

(2)初始条件2:负荷初始无功QL0=0.5,电容器初始无功QC0=0.15,上层系统送入区域电网的初始无功QS0=0.35,SVC的调节时间常数TSVC=1s。

输电线断开后2点电压变化的动态过程曲线示于图7。由图可见,由于补偿器调节时间常数较大,2点电压振荡过渡到新的稳定平衡点电压。

3 结论

由上述分析计算,得出如下结论::

(1)电压稳定性取决于各区域电网的无功平衡,因此电压稳定性破坏可能在局部电网发生,然后波及全网,因此保持各区域电网的电压稳定性十分重要。

(2)当电压下降时,电容输出的无功减小,而SVC输出的无功增大,因此SVC可以显著提高区域电网的动态电压稳定性。

(3)SVC的调节时间常数影响大干扰后向新的稳定平衡点电压变化的过渡过程:随SVC的调节时间常数的增大,由不振荡过渡变为振荡过渡。

摘要:分析电压稳定性与频率稳定性的不同,提出分区保持电压稳定性的必要性。仿真计算了无功补偿器为电容器和SVC两种情况下区域电网发生大干扰后电压变化的动态过程,说明采用SVC可以显著提高区域电网的动态电压稳定性,并探讨SVC调节的时间常数对电压变化的动态过程的影响。

关键词:区域变电站,电压稳定性,无功补偿,SVC

参考文献

[1]中华人民共和国国家经济贸易委员会.电力系统安全稳定导则DL755-2001[M].北京:中国电力出版社,2001

[2]CARSON W,TAYLOR.电力系统电压稳定[M].北京:中国电力出版社,2002

[3]牟道槐.林莉.电力系统工程基础[M].北京:机械工业出版社,2007

[4]潘文霞,等.电力系统电压稳定性研究综述[J].电网技术,2001,21(9):51-54

动态电压稳定 篇3

近年来,电力系统暂态电压失稳不安全事故日益增多[1,2,3,4]。由于系统故障或负荷侧大扰动引起了系统中负荷母线的电压跌落,负荷中的感应电动机在电压下降条件下吸收的有功先减小后不断地恢复,其吸收的无功不断增大;感应电动机在其端电压低于某限定值下会发生堵转并从电网吸收大量的无功,这些快速动态特性造成了系统中一些母线出现快速的暂态电压失稳。特别是在天气炎热条件下,系统中含有大量容易堵转的低转动惯量电动机的负荷,如空调、冰箱等,此时系统更容易发生暂态电压不安全事故[5]。

目前国内外针对暂态电压稳定的分析方法主要分为两类:一类是时域仿真法(Time Domain Simulation)或逐步积分法(Step-by-Step Integration);另一类是基于Lyapunov稳定理论而发展起来的直接法,又称暂态能量函数法[6]。时域仿真法不能给出系统定量的稳定裕度,只能得出在特定扰动下系统稳定与否的定性结论。直接法经历了多机系统的能量函数、不计电网转移电导的Lyapunov函数、求取不稳定平衡点(Unstable Equilibrium Point,UEP)、相关不稳定平衡点(Relevant Unstable Equilibrium Point,RUEP)、主导不稳定平衡点(Controlling Relevant Unstable Equilibrium Point,CUEP)、扩展等面积准则(Expanded Equal Area Criteria,EEAC)[7,8,9]、稳定域边界理论[10]等发展阶段,但都没有给出明确的暂态电压失稳指标,或给出理论方法过于复杂不利于编程实现,亦未在大扰动下对电力系统的电压稳定提供准确的直接判据。

特征分析法能提供系统动态稳定有关的大量有价值信息(包括稳定性、稳定极限、稳定裕度等),因此特征分析法已成为多机电力系统动态稳定分析最有效的方法之一[11]。目前已有不少研究者将其用于电力系统分析之中[12,13,14]。但是这种方法仅限于系统在研究小扰动过渡过程中的若干特征,系统在大扰动过程中的Jacobian矩阵随时间变化很大,其在稳定平衡点与UEP处展开的Jacobian矩阵并不能代表系统真实的暂态过渡过程。针对这一问题,本文尝试将“动态特征分析”这一理念引入电力系统大扰动下的暂态电压稳定分析中。首先建立计及调速器及励磁控制器的电力系统非线性微分代数方程组(Non-linear Differential Algebraic Equations,NDAE),作为发电机组数学模型;基于隐式梯形积分法对联立的非线性高阶微分代数方程组进行数值积分求解;在每一次迭代积分过程中将NDAE在xˆ处生成实时的Jacobian矩阵,并求解出全部特征根、左右特征向量及各状态变量对应的相关因子;将ud,uq,qE′等状态变量对应的相关因子的连续若干个积分步长显著偏离正常值作为失稳判据,同时给出时域仿真结果以进行对比;仿真程序与用户接口采用C#.NET 2008编写,状态变量的计算结果数据导入Excel 2007,最后采用Matlab R2009a读取Excel中的数据并绘制仿真曲线。通过仿真算例可以证明,本文提出的动态特征分析法能够准确捕捉到反映系统电压暂态失稳的关键信息,并以此作为电力系统暂态电压失稳的判断依据,可为进一步分析电力系统的暂态电压稳定性及提出合理的控制策略奠定基础。

1 暂态电压稳定的数学建模

考虑到在电力系统遭受大扰动情况下的暂态过渡过程,因此电力系统建模应包括原动机的调速特性与励磁控制系统的电压控制特性。下面以柴油机作为原动机,自并励静止励磁控制系统为例,建立暂态电压稳定的数学模型。

1.1 柴油机的数学建模

柴油机发电机组运行时,若驱动力矩与负载力矩相等,柴油发电机组会稳定运行。如果负载发生变化,使得负载力矩发生变化,则机组的稳定运行就遭到破坏,机组就会加速或减速运行[15]。根据力学达兰贝尔原理有:平衡状态,在非平衡状态下。Td为驱动力矩;Tr为阻力矩;ω为转速;J为转动惯量;Td=f(w,fi);fi为喷油量。对非增压柴油机而言,驱动力矩可认为是柴油机转速与喷油量的函数。现将驱动力矩展开成泰勒级数:

根据无调速器柴油机的速度特性曲线,当保持油门开度不变时,有:

其中,C1为常数,可查柴油机手册得到。

当保持转速不变时,喷油量与驱动力矩的关系可由柴油机调速特性曲线得到:

综合式(1)~(3),柴油机在非平衡状态下的数学模型为:

其中,Δfi可认为是调速器输出,即油门开度,而调速器的输入为转速差信号Δω,则PID调速器的数学模型应为,其中h为仿真步长。考虑式(4),最终计及调速器的柴油机数学模型为

1.2 励磁控制系统的数学建模

励磁控制系统向发电机提供励磁功率,起着调节电压、保持发电机端电压或枢纽点电压恒定的作用,并可控制并列运行发电机的无功功率分配[11]。本文以某自并励静止励磁系统为例(如图1所示),建立数学模型。

由半可控全波整流电路可知,输出励磁电压fE与导通角α有关,即

而端电压U的变化通过励磁控制器直接改变导通角的大小,进而改变励磁电压和励磁电流,实现端电压的调节。因此,将同步发电机端电压的差值信号作为晶闸管输入,其输出励磁电压公式如下:

1.3 同步发电机的数学建模

本文的同步发电机模型采用实用三阶模型,忽略定子绕组的暂态,并忽略阻尼绕组作用,只计及励磁绕组暂态和转子动态的三阶模型,如式(8)所示。

1.4 暂态电压稳定综合数学模型

最后,将公式(5)、(7)融合进公式(8)可得到电力推进船舶电站的综合数学模型。将其写成NDAE的形式如下所示:

式中,x为系统状态变量。式(9)中的第一式为描述系统各元件动态的微分方程,包括对暂态电压稳定影响很大的同步发电机及其励磁系统的动态。发电机模型如式(8)所示采用实用三阶模型,负荷采用恒阻抗负荷模型,其电阻值与电抗值在某一时刻发生突变以模拟系统受到大扰动。

2 暂态电压稳定的动态特性分析法

2.1 时变Jacobian矩阵

进行电力系统暂态电压稳定分析的首个关键问题是针对NDAE生成能够反映其稳定性信息的Jacobian矩阵。针对电力系统NDAE的特点,本文采用以式(9)中的所有微分方程与代数方程变量为状态变量的方法,在xˆ(第k次迭代的系统当前各状态变量)处按泰勒级数展开求得Jacobian矩阵,求取方法如式(10)所示。

由此求得的Jacobian矩阵可代表系统的实时状态,对其进行特征分析可得出这一步长内系统的暂态稳定信息。针对式(9)得出的Jacobian矩阵具体形式请见附录A。

2.2 暂态电压失稳判断依据

定义量度第k个状态量Xk同第i个特征根λi的相关性的物理量,即相关因子pki为

式中,vki,uki分别为左、右特征向量矩阵U,V中的k行i列元素。说明pki的模|pki|的大小反映了xk和λi的相关性大小。

由此可见,相关因子可准确反映某个状态变量与特征根的相关性。由于特征根在大扰动暂态过渡过程中会发生相应变化,状态变量与之对应的相关因子也会发生相应的改变,观测重要状态变量的相关因子特征即可对暂态电压稳定做出判断。因此,本文对暂态电压稳定判据做如下定义:

重要状态变量(在本文为ud)的相关因子pki发生由复数向实数或由实数向复数的突变,且相关因子的模变化很大,即可判定系统遭受大的扰动并失去电压稳定。

2.3 动态特征分析法的求解流程

根据前已述及的时变Jacobian矩阵生成方法及暂态电压失稳判据,本文得出应用动态特征分析法对电力系统遭受大扰动的暂态过渡过程进行分析的求解流程:首先采用隐式梯形积分法对电力系统NDAE进行数值积分;其次在每一次迭代步长过程中动态生成时变的Jacobian矩阵;然后求解Jacobian矩阵的特征根及左、右特征向量,计算所有状态变量与之对应特征根的相关因子;最后依据暂态电压稳定判据对系统当前状态进行判断,并记录状态变量的受扰轨迹;进行下一次迭代直至仿真结束。具体求解流程图如图2所示。

3 仿真算例与结果分析

仿真算例模拟电力系统在稳定运行后大扰动下的暂态过渡过程。数学模型采用(5)、(7)、(8),编程平台采用Visual Studio 2008,编程语言采用C#.NET,仿真结果存入Excel 2007表格中,Matlab R2009a调取计算数据绘制动态变化曲线。仿真时间为0~8 s,仿真步长为0.005 s。大扰动采用静态阻抗突然改变来进行模拟,功率因数也改变,扰动前后电阻与电抗值参见表1。仿真程序在4 s时加入扰动,4.25 s时消除扰动。仿真算例中主要参数如表1所示,均采用标幺制。仿真结果如图3~5所示。

图3给出了大扰动前后电压变化的对比情况,负载突变的情况下电压极高值升至1.3左右,而且呈快速振荡,对电网电压稳定造成很大影响。而且扰动消失后对系统的影响则更为严重,电压极低值降至0.6以下,造成电压的严重跌落,如此电压质量电力系统及用户已不能接受,可给出判断此时电压已经失稳;图4给出了大扰动后同步发电机的定子三相电流波形;图5给出了大扰动后状态变量ud对应相关因子的模的变化情况。该相关因子的模在扰动出现后异乎寻常地偏离了正常的范围,从附录B记录的该相关因子的值,也经历了由实数到复数的显著变化。根据本文2.2提出的关于暂态电压失稳判据,图5的仿真结果与之吻合得很好,说明从大扰动产生的那一时刻起,系统可以判定为电压失稳。仿真结果证明了本文提出的动态特征分析方法的有效性。

4 结论

本文针对目前电力系统电压稳定性研究成果难以给出明确的暂态稳定判定信息的缺陷,提出了一种电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析方法。该方法通过计算重要状态变量对应特征向量的相关因子及其模,来判断电力系统暂态过渡过程中是否已经电压失稳。将计算求得的失稳判据与时域仿真法求解的扰动后电压、三相定子电流波形进行对比验证,从而证明了本文提出的暂态电压失稳判据的正确性与可行性。此项研究成果可作为进一步分析电力系统暂态电压稳定性的理论基础。

附录A

根据文中式(9)求解时变Jacobian矩阵如下:

式中:Xq为q轴同步电抗;X q′为q轴瞬变电抗;Xd为d轴同步电抗;X d′为d轴瞬变电抗;T d′0为d轴开路暂态时间常数;qE′为电机q轴瞬变电动势;TJ为同步发电机转子惯性时间常数;Tm为同步发电机驱动力矩;ud为d轴电压;uq为q轴电压;δ为功率角;ϕ为功率因数角;z为阻抗。

附录B

摘要:针对目前电力系统电压稳定性研究成果难以给出明确的暂态稳定判定信息的缺陷,提出一种电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析方法。该方法首先建立反映电力系统暂态过渡过程的计及调速与励磁控制的综合数学模型,即非线性微分代数方程组(Non-linear Differential Algebraic Equations,NDAE);其次在运用隐式梯形积分法对NDAE进行逐步积分过程中动态生成Jacobian矩阵,并求解出全部特征根及左、右特征向量;最后计算出各个状态变量与之对应特征向量的相关因子,基于此给出暂态电压失稳的判据。该方法通过与时域仿真法的对比结果证明所提出系统暂态电压失稳判据的正确性,为今后从线性系统理论与数值积分结合的角度来研究电力系统暂态电压稳定性提供一个新的思路。

系统电压稳定分析方法探讨 篇4

1 电压稳定问题的本质

电压稳定包括静态稳定和动态稳定。电力系统中静态电压稳定水平主要由无功功率平衡条件决定, 潮流方程在静态电压稳定研究得到了广泛使用, 这些静态判据在本质上都是以电力系统的极限输送能力作为静态电压稳定的临界点。动态电压稳定研究发现电压崩溃与负荷的功率恢复特性有着紧密关系, 而与系统是否到达传输功率极限并没有直接对应关系。

当负荷大幅度上涨后, 系统的无功补偿能力严重不足, 如果调度员在全网电压下降过程中未能果断切除部分负荷, 由于变压器带负荷自动调压分接头的副作用, 当系统无功功率供应不足时, 如果继续保持负荷侧的电压水平, 势必造成电源电压下降, 严重时会拖垮高压电网电压, 发展为电压崩溃。

2 电压稳定分析方法

2.1 灵敏度分析方法

灵敏度分析方法属于静态电压稳定研究的范畴, 它以潮流计算为基础, 从定性物理概念出发, 利用系统中某些量的变化关系, 即它们之间的微分关系来研究系统的电压稳定性。在潮流计算的基础上, 只需少量的额外计算, 便能得到所需的灵敏值。灵敏值仍然存在以下问题:缺乏统一的灵敏度分析理论作基础;在计算灵敏度指标时, 没有考虑负荷动态和发电机无功越限、有功经济调度的影响;灵敏度指标是一个状态指标, 它只能反映系统某一运行状态的特性, 而不能计及系统的非线性特性, 不能准确反映系统与临界点的距离。

2.2 潮流多解法

潮流多解法是以一对相关邻近潮流解之间的距离来判断电压稳定性。潮流方程解的个数随负荷水平的加重而成对减少, 当系统的负荷增加到临近静稳极限时, 潮流方程只存在2个解, 这2个解关于临界点对称。这一结论为计算电力系统的极限运行状态提供了一条途径, 间接地克服了潮流方程的雅可比矩阵在临界点奇异而带来的收敛问题。在重负荷情况下, 如果某种干扰使系统由高电压解转移至低电压解, 则将发生电压崩溃, 但在接近临界点时常规潮流仍存在收敛困难问题。因此, 这2个对应电压解的求取需要采取一定措施, 给出严格的初值范围。多解的研究为近似计算系统的极限运行状态提供了一种简便方法, 多解的个数及多解之间的距离反映了系统接近极限运行状态的程度。除运行解以外的所有其他潮流方程组的解都对应于电压崩溃状态, 电压稳定与电压崩溃的交叉点就是静态潮流方程的分歧点。随着负荷的加重, 潮流方程组到最后只存在一对解。研究发现高低电压解、中低电压解是不稳定的。在负荷情况下, 如果某种干扰使系统由高电压解转移到低电压解则将发生电压崩溃。常用电压不稳定接近指标来表征其运行状态离电压稳定边界曲面的距离。

2.3 最大功率法

最大功率法基于一个朴素的物理观点, 当负荷需求超出电网极限传输功率时, 系统就会出现像电压崩溃这样的异常运行现象。最大功率法的基本原则是将电网极限传输功率作为电压崩溃的临界点, 从物理角度讲是系统中各节点到达最大功率曲线族上的一点。电压崩溃裕度是系统中总的负荷允许增加的程度。常用的最大功率判据有:任意负荷节点的有功功率判据、无功功率判据以及所有负荷节点的复功率之和最大判据。当负荷需求超过电力系统传输能力的极限时, 系统就会出现异常, 包括可能出现电压失稳, 因此, 将输送功率的极限作为静态电压稳定临界点。负荷如果从当前的运行点不同的方向增加, 就会有不同的电压稳定临界点, 有不同的电压稳定裕度, 但在这些方向中总会有一个方向的电压稳定裕度最小。计算出这个方向和电压稳定临界点, 就能为防止电压失稳提出有效的对策。把这个方向定义为最接近电压稳定极限的方向, 这个电压稳定临界点定义为最接近电压稳定临界点。

2.4 Q-U法

Q—U法是将电网中的某节点或母线作为研究对象, 通过一系列潮流计算, 确定其Q-U特性曲线, 并根据无功储备准则或电压储备准则, 来确定所需的无功功率。该方法的优点是物理概念明确, 缺点主要是潮流方程在电压崩溃点处不易收敛。

2.5 分歧分析方法

在计及电力系统的全部非线性特征, 特别是在临界点附近发生振荡时, 系统参数变化使系统振荡模式从左向右越过虚轴时, 系统不一定马上呈现增幅性振荡, 取而代之的有可能是稳定的非线性振荡;在虚轴的左侧, 系统的稳定状态也不一定像线性化特征分析那样呈现减幅性振荡, 而有可能是以不稳定的非线性振荡呈现出来。这种特殊的稳定状态的分析是传统的动态稳定分析方法所难完成的, 而采用分歧理论对这类特殊稳定性进行分析是十分有效的。利用分歧理论来研究这些新问题, 将拓宽电力系统稳定分析的领域, 并为该领域提供新的内容和途径。

3 防止发生电压稳定破坏的措施

电压稳定并不是电网中一个孤立的技术问题, 而是电力系统中各层、各区、各方面之间互有关联的问题需要从整个电力系统的角度来观察、研究和处理, 需要加深对电压稳定问题严重性的认识。对应于不同的失稳机制有不同的防止电压不稳定性的措施。

3.1 提升电源容量储备

发电机、同步调相机和SVC (高压静态无功补偿装置) 在扰动之前应具有足够的储备容量, 它应该足够快以使感应电动机不致减速到达事故后的不稳定平衡点。但应注意发电机和同步调相机所提供的过励磁和过电流能力有时间限制, 它们仅能把短期电压问题转移为长期电压问题。

3.2 配置足够的低电压减载装置

事故情况下低电压甩负荷是终止电压进一步下降的有效措施。但是, 对于无功严重短缺情况下的有效性可能反应太慢, 因为事故情况下既要考虑利用发电机组的过负荷能力, 又要考虑发电机组不致因越限引起继电保护动作跳闸, 因此为了避免发生电压崩溃, 解决的办法是在可能发生电压崩溃的地区配置足够的低压减载装置。

3.3 无功补偿投切、发电无功调节和减负荷

减负载可以是直接甩掉负荷或间接地进行紧急LTC (锁定自动装置) 控制。对于多层输配电系统中的LTC应协调地进行控制。当发电机存在无功储备时, 可以通过调节发电机无功出力来提升发电机的端电压。

3.4 提高系统运行电压水平

动态电压稳定 篇5

随着电力技术的不断发展,电力负荷更加多样,对电能质量[1]的要求越来越高。电压跌落是电能质量中常见问题之一,容易造成电网中的敏感负载无法正常工作,进而带来大量经济损失[2]。

动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)是目前补偿电压跌落综合性较好的电力装置[3],兼具快速性和经济性。DVR的工作原理:在敏感负载侧安装电压检测装置,当敏感负载侧电压跌落时,通过检测电路迅速发现电压跌落现象,并计算电压跌落的幅值。根据计算结果,由控制单元发出补偿电压的指令,给逆变器的电力开关管送出通断脉冲控制信号。此时逆变单元开始工作,其直流储能单元将已经储存的电能向外输出。逆变器的输出经过滤波器和变压器向电网注入补偿电压,弥补之前发生的电压跌落现象。

传统的电压跌落检测算法有三相瞬时无功d-q检测算法和Hilbert检测算法,但它们在补偿快速性和抗干扰性方面存在着矛盾,为此,笔者提出一种将d-q检测算法和Hilbert检测算法结合起来的电压跌落检测新算法,用于应对以3次谐波为主的电压跌落情况,具有较好的电压补偿效果。

1 2种常用检测算法及其优缺点

1.1 三相瞬时无功d-q检测算法

三相瞬时无功d-q检测算法原理如图1所示。将三相电压采样后进行d-q变换[4],电压的基波分量变成直流分量,n次谐波变成n-1次谐波。若电压发生跌落,得到的直流分量幅值就会下降,求出其与参考直流电压的差值,并通过PI调节和d-q反变换,即可得到补偿电压的波形。

该算法动态响应速度较快,并且可以滤除电网中的谐波,具有很好的抗谐波干扰能力。但是低通滤波器LPF存在延时,PI调节器的积分环节也限制了动态响应速度,将此检测算法运用于DVR拓扑电路时,PI参数的选择很大程度上影响着补偿效果。因此,一些研究者提出使用模糊参数自适应的PI调节器[5]代替固定参数的PI调节器,提升了DVR的电压补偿效果。

1.2 Hilbert检测算法

对于连续信号f(t),其Hilbert变换数学[6]表达为

f^(t)=Η(f(t))=1π-+f(τ)t-τdτ=f(t)1πt(1)

它的反Hilbert变换数学表达为

f(t)=Η-1(f^(t))=-1π-+f(τ)t-τdτ=f^(t)(-1πt)(2)

对式(1)进行Fourier变换:

F(f^(t))=1πF(1t)F(f(t))=-j(sgnω)F(f(t))(3)

式中:

sgnω={+1ω>0-1ω<0ω

为频率。

由式(3)可看出,Hilbert变换的本质是相移全通滤波器,该滤波器的幅频特性恒为1,将信号的正频率成分相移-90°,将信号的负频率成分相移+90°。构造解析表达式:

X(t)=f(t)+jf^(t)=A(t)exp(jφ(t))(4)

式中:A(t)=f2(t)+f^2(t);φ(t)=arctanf^(t)f(t)

Hilbert检测算法原理如图2所示。Hilbert变换的特点是准确地提取信号包络[7],用于DVR时可以把提取的信号包络向后差分来确定电压跌落的起止时刻,动态性极好。但由于Hilbert检测算法对于电网谐波没有滤除作用,故仅适用于补偿单纯的电压幅值跌落。综合来看,Hilbert检测算法动态响应迅速,而抗谐波干扰能力差。

2 电压跌落检测的新算法

如果电网电压跌落时存在以3次为主的谐波,单独使用上文介绍的d-q检测算法可滤除谐波,但其动态响应速度受限于低通滤波器和PI调节器;单独使用Hilbert检测算法,动态响应速度很快,但无法滤除谐波。因此,提出了一种结合d-q检测算法和Hilbert检测算法的新检测算法,兼顾快速性和抗干扰性。该算法可补偿电压幅值跌落,并滤除3次谐波,其仿真模型如图3所示。

算法步骤:① 含有3次谐波的电压信号经锁相后进行d-q变换,将d轴和0轴电压置零、q轴电压取反,再进行d-q反变换,得到补偿谐波的电压波形;② 将补偿谐波的电压波形与输入电压波形叠加,得到滤除3次谐波后的波形,对此波形的每一相电压进行Hilbert检测算法处理,得到三相补偿电压幅值的波形;③ 叠加补偿谐波的电压波形和补偿电压幅值的波形,获得最终的补偿波形;④ 将上一步得到的波形输入至SPWM逆变器信号控制端,逆变器输出实际补偿电压,通过变压器与电网侧电压耦合。

3 仿真与分析

DVR采用三相四线制桥式逆变拓扑结构和前馈控制方式[8]。通过Matlab/Simulink软件进行仿真,参数[9]设置如下:

(1) 逆变模块:该模块采用Simulink元件库中的Inverter,补偿控制信号输至门控引脚g,直流电源电压为500 V,逆变输出采用三相LC滤波方式[10],电感为2 mH,滤波电容为63 μF。

(2) 负载:纯电阻负载,采用Y(grounded)连接方式,功率为50 kW。

(3) 变压器:每相补偿电压都需要1个变压器耦合至电网,变比为220 V/50 V。

(4) 三相电源:电压为380 V,频率为50 Hz。

设仿真时间为0.12 s,即6个电压周期,在0.04~0.08 s发生伴随3次谐波的电压跌落。跌落至正常电压的85%,3次谐波幅值为基波电压的20%,相角置零。仿真结果如图4所示。

从图4可看出,电网电压发生伴有3次谐波的跌落时,本文提出的算法快速性良好,比较有效地补偿了电压幅值跌落,并且一定程度上消除了谐波影响,负载侧电压波形接近于标准正弦波形。Hilbert检测算法通过后差分迅速确定电压幅值变化的时刻,提高了响应速度。进一步仿真可知,该算法适用于主要含有3次谐波的电压跌落检测,当5次、7次谐波幅值很大时,补偿效果变差。

4 结语

提出的电压跌落检测新算法主要针对含3次谐波的电压跌落现象,结合了传统的d-q检测算法和Hilbert检测算法的优点,将滤除谐波和补偿电压幅值分开进行,兼具电压幅值补偿的快速性和抗谐波干扰的能力,满足DVR的要求。下一步可考虑加强滤除更高次谐波的能力,扩大该算法的应用范围。

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[9]宋刚,孙佩石,张国荣.动态电压恢复器功率电路设计[J].电测与仪表,2011,48(1):72-76.

动态电压稳定 篇6

近20年来,随着计算机应用技术、自动化控制技术和大功率电力电子技术等高新技术的迅猛发展,基于计算机、微处理器的管理、分析、检测、控制的高性能、高度自动化的新型用电设备大量投入使用,这种设备往往对系统干扰比较敏感,我们称这类设备为敏感性设备,它们比传统用电设备对电能质量的要求苛刻得多,即使是几个周期的电压跌落都将影响这些设备的正常工作,造成巨大的经济损失。据统计,在电能质量各问题当中,电压跌落是造成电压敏感性负荷不能正常工作的主要原因,通常可认为70%~90%的电能质量问题是由电压跌落引起[1,2,3]。因此,如何抑制电压跌落对敏感性设备的干扰,提高配电系统的动态电能质量,已成为摆在电力研究人员面前的十分迫切的问题。

传统的调压手段,如改变有载调压变压器的变比,投切并联补偿电容器等,因其响应速度慢,控制不精确,故对抑制电压跌落这样的暂态电能质量问题无能为力。随着电力电子技术的飞速发展,基于高压大功率开关器件的动态电能质量调节技术为解决电压跌落问题提供了新的解决办法。该技术利用电力电子开关器件的高速开断特性,通过向系统注入相应的补偿分量来实现对系统的电压、电流、无功潮流等参数的连续、快速、精确的控制,从而提高供电质量,满足电力用户的需求。目前,动态电能质量调节技术已引起国内外众多学者的关注,其中动态电压调节器因其良好的动态性能和相对低廉的价格使它成为目前治理供电电压跌落问题的最经济、有效的手段。本文将对动态电压调节器改善电压跌落的原理、典型电路结构以及动态特性做详细的分析。

1 电压跌落概述

1.1 电压跌落定义

电压跌落(Voltage Sag),也称电压骤降、电压下跌、电压凹陷,是指供电电压均方根值在短时间突然下降到额定电压值的90%~10%,典型持续时间为0.5~30个周波的一种现象。IEEE标准中电压跌落定义为:供电系统中某点的工频电压有效值突然下降到额定值的10%~90%,并在随后0.01~60 s的短暂持续期后恢复正常。IEC标准中电压跌落(Voltage Dip)的定义与IEEE标准不同之处仅在于:下降到额定电压值的1%~90%。

电压跌落中最受关注的是它的三个特征参数:电压跌落幅值、持续时间和相位跳变。图1是一个典型的电压跌落波形示意图。

1.2 电压跌落产生的原因

导致电压跌落的原因主要有以下几个方面:(1)自然因素,如雷电击在输电线或绝缘子上引起的绝缘子闪络,大风引起的输电线舞动,杂物搭在输电线上等原因引起输电线短路或其它电力系统故障,从而导致电压跌落,这种跌落影响范围较大,持续时间一般超过100 ms;(2)人为原因,如运行人员的误操作,车辆造成的输电线杆倒塌,建筑施工造成埋地线路破坏等;(3)供电部门原因,如重合闸等;(4)较大的负荷变动,如感应电动机全压启动时,需要从电源汲取的电流值为满负荷时的500%~800%,这一大电流流过系统阻抗时会引起电压跌落;(5)企业之间的影响,某个企业内部产生的电压跌落会反馈回电网,电压跌落会变幅值、变时间地在输电网络中传播,影响到其它企业的供电电压。受影响的最远距离可以达一二百公里,离发生源越近,受影响越大。随着同一地区内企业密集度的增大和企业电气设备容量的增大,企业间的电压跌落影响有增大的趋势。

2 动态电压调节器

动态电压调节器是用来补偿电压跌落,提高下游敏感性设备供电质量的串联补偿装置,通常它安装在电源与重要负荷的馈电线路之间。它的基本原理结构如图2所示。

上图为动态电压调节器的单相原理结构图。动态电压调节器主要包括三大部分:储能单元、电压补偿发生器单元和控制单元。储能单元具有在电压跌落时为负荷提供有功功率的作用,典型和潜在的储能设备包括:铅酸电池、Na S电池、超级电容、超导储能、飞轮储能等;电压补偿发生器单元,主要有电压源逆变器组成,它将储能单元的能量经直流电容器和逆变器转换后产生动态补偿电压,用以补偿负荷跌落部分电压,其波形的输出是根据控制单元的驱动信号完成的,电压源型全控逆变器VSC的原理结构图如图3所示;控制单元则完成信息的采集、处理、运算及驱动脉冲的产生,用于逆变器输出动态补偿电压波形的控制,该模块一般可用DSP或其它高速数字信号处理微控制器实现。

动态电压调节器的基本工作原理是:在系统发生电压跌落时,瞬时产生动态补偿电压,并将补偿电压叠加到系统电压上,使负载电压保持为标称电压,从而使敏感性设备免受系统电压跌落的影响。动态电压调节器通过控制单元对系统侧电压和负荷侧电压的幅值及相位进行在线检测,并实时地与参考电压进行比较,参考电压是依据日负荷变化造成的电压波动计算得到。当控制单元检测到电压瞬时突变时,动态电压调节器依据系统电压瞬时值、相位、参考电压等,给出逆变器的控制信号,最终输出所需要的补偿电压。同时,控制单元还可以根据输出电压的补偿效果,对补偿强度进行闭环调节。

动态电压调节器良好的动态性能使它成为目前治理供电电压突降问题的最经济、有效的手段。在正常供电状态下,动态电压调节器处于低损耗备用状态,在供电电压发生突变时,它将迅速做出响应,当发生电压跌落时,它可在几毫秒内产生一个与电网同步的三相交流电压,该电压与电网电压相串联,来补偿故障电压与正常电压之差,从而使馈线电压恢复到正常值。动态电压调节器是一种面向负荷的补偿装置,其容量通常取决于负荷的容量和电压跌落的深度,由于它只需补偿系统电压跌落的缺额部分,故其设计容量远小于采用UPS补偿时的设计容量。目前,某些国际知名公司已有兆伏安级的动态电压调节器装置投入运行,它们在保证大型敏感工业用户的电能质量方面取得了显著的成效。

3 动态电压调节器特性分析

3.1 动态电压调节器的容量与负荷容量关系

动态电压调节器等效电路模型见图4,它的负荷电压为电源电压与补偿电压的向量和。

其中:UL为电压跌落前后负荷端电压向量;Usag为电压跌落时系统电压向量;UC为动态补偿电压向量。

电压跌落前:设电压有效值为UL,相位角为0°,负荷电流有效值为IL,相位滞后电压φ,此时动态电压调节器处于低损耗状态,可忽略其自身电压降,系统侧电压、电流与负荷侧一致。

跌落发生时:系统供电电压幅值变为Usag,相位跳变为φ,理想情况下,通过动态电压调节器的补偿,负荷侧电压、电流的有效值及相位均保持不变,即图4中的IL不变。

负荷吸收的复功率不变:

电源发出的复功率为:

动态电压调节器提供的复功率为两功率之差:

1)设跌落时系统电压相位不发生跳变,φ=0°,由此:

式(5)说明,在不计相位跳变时,动态电压调节器的容量与负载的容量及电压暂降幅度有关。

2)考虑相位跳变时,动态电压调节器容量为:

从式(6)和式(5)容易发现,当发生相位跳变的时候,动态电压调节器的容量要比不发生相位跳变时大的多。这显然不符合动态电压调节器的设计原则,通常的做法是,在相位的跳变不影响负荷正常运行的情况下,要及时将负荷电压补偿到额定值,从而降低对动态电压调节器容量的要求。

3.2 动态电压调节器容量与系统电压的关系

动态电压调节器动态补偿电压包括两部分,一部分是储能装置的有功补偿,另一部分来自逆变器的无功补偿。理想情况下,应用动态电压调节器后,负荷端电压在电压跌落前后保持一致,端电压仍为UL。储能装置目前还没有获得大规模应用,在不计动态电压调节器有功补偿对电压的改善下,即只考虑动态电压调节器无功补偿时,动态电压调节器提供的动态补偿电压UC与负荷电流IL垂直,如图5所示。

UL、IL和φ在电压改善前后都没有变化,UC随着Usag的变化而变化,这两个量受系统电压跌落深度的变化而变化。两者之间的关系为:

令d Usag/d UC=0得Usag的最小值为:Umin,sag=ULcosφ(当UC=ULsinφ时)。(7)式说明Umin,sag是动态电压调节器能将负荷端电压补偿回正常电压的最低极限。反之,如果动态电压调节器工作在无功补偿模式下,当系统电压跌落过多,致使Usag

据统计,大多数情况下电压跌落幅度不大于30%[4],因此可以将电压跌落30%额定电压作为衡量动态电压调节器装置容量是否满足要求的标准。当Usag跌落至30%额定电压的时候,要使动态电压调节器容量满足负荷需求,则要求Usag=70%UL≥ULcosφ,即:

此时,动态电压调节器需要提供的补偿电压为:,UC是φ的单调函数,可计算得:Umax,C≈0.71UL。

由(8)式可知:如果用户功率因数大于0.7,当系统电压跌落至70%额定电压值以下时,不管动态电压调节器输出电压为多少,均不能将负荷端电压补偿回跌落前的电压水平。而如果用户功率因数不大于0.7,则系统电压发生30%额定电压值跌落时,动态电压调节器总可以通过输出一个不大于Umax,C的电压将用户侧电压补偿回正常的电压,将用户电压补偿回正常水平。

4 技术特性及改进措施

动态电压调节器电压补偿能力取决于其容量的大小。其补偿容量包含两部分内容:逆变器主回路无功补偿容量和储能设备有功补偿容量,两者结合起来考虑才能获得技术上和经济上比较合理的方案。然而就目前储能技术的发展水平而言,经济实用、方便可靠的大容量储能技术还未真正获得大规模应用,这就限制了动态电压调节器的应用范围。事实上,设立动态电压调节器的目的在于补偿供电系统电压的跌落,而当系统电压跌落发生时,通常还有一部分残压存在(一般电压跌落幅度在30%额定电压范围之内),可以利用这部分电压为逆变器提供能量,这样就不必采用储能单元,可降低系统造价。另外,考虑当动态电压调节器自身出现故障的情况下而不影响负荷的正常工作,需要在控制模块引入继电保护装置,同时在系统当中设置多模式工作开关,当电压跌落发生后,动态电压调节器又不能投入使用时,考虑将系统接至其它电源。应用整流器及保护措施后动态电压调节器基本电路结构如图6所示。

据以上分析,新型动态电压调节器应具备以下技术特性:(1)损耗小,效率高。正常工作情况下,利用电力电子器件使动态电压调节器处于旁路状态,既大大降低了运行损耗,达到节能的目的,又使装置随时处于准备补偿的热备用状态。(2)可靠性高。动态电压调节器要保护的多为重要负荷,新型动态电压调节器引入继电保护装置后,当动态电压调节器自身出现故障时系统可自动接入备用电源。(3)补偿能力强。动态电压调节器通过整流器直接从供电系统引入直流电能,解决了传统动态电压调节器需要配备储能单元来解决有功补偿的问题,提高了动态电压调节器的补偿能力。(4)技术性能好。动态电压调节器采用先进的检测算法,响应速度快,从电压暂降发生到开始补偿的时间不超过5 ms。(5)免维护。动态电压调节器使用直流电容器进行稳压,摒弃了传统的电池元件,减少了维护费用和工作量,装置体积也相对较小。

摘要:随着各种敏感性设备在电力系统中的大量投入使用,电压跌落成为人们最为关注的影响设备正常工作的电能质量问题。配电系统电压跌落时,动态电压调节器可以维持敏感性设备的电压稳定。给出了动态电压调节器的电路结构以及其改善电压跌落的基本工作原理,论述了动态电压调节器的动态特性,并结合这些特性对其可靠性提出了一些改进措施。

关键词:电压跌落,电能质量,动态电压调节器

参考文献

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关于电力系统电压稳定的探讨 篇7

1 电压稳定性问题的分析

电压稳定性问题是电力研究工作中发展比较晚的分支, 电压的稳定性开发研究工作是发电机在所有情况下同步运行的分析, 但是在电力系统产生电压的时候无法满足于负荷无功需求时的稳定情况, 所以电压的稳定与否主要是由电力系统的无功不足引起的。电力系统属于动态系统, 对于电压稳定性可以从以下几个方面进行研究:

(1) 电压小干扰时候电力系统的稳定性;

(2) 电压大干扰时候电力系统稳定性以及系统电压失稳过程;

(3) 电力系统中稳态平衡点能够存在的可能性;

(4) 分析系统中电压稳定性的概率, 因此对系统中电压是否稳定的分析方法也有很多种。

2 电力系统电压稳定分析方法

对电力系统电压稳定性进行预防与控制的基础条件就是分析电力系统的电压稳定性, 电力系统电压稳定性的分析方法包括动态电压法以及静态电压法两类。

2.1 静态电压稳定分析

在静态电压稳定分析方法中比较常用的方法主要有奇异值分解 (特征值分析) 法、潮流多解法、灵敏度分析法、最大功率法、崩溃点法这几种, 它们都是在潮流方程或者是经过修改的潮流方程的基础上的, 静态电压稳定的临界点在本质上都由电力网络的潮流极限来做, 在线性化当前运行点处后再进行分析和计算;不同的地方是使用极限运行状态下不同特征的电压崩溃的判据与采用的求取临界点的方法。静态电压稳定分析法的好处是用一个简单的非线性代数方程实数解的存在性研究代替复杂的微分方程解的性态研究, 它的坏处是把小干扰电压稳定的极限点用电力系统的潮流极限来做, 并且静态电压分析法无法反映各元件的动态特性。

2.2 动态电压稳定分析方法

电力系统其实就是一个非线性动态系统, 电压失稳实际上是动态的行为, 涉及到不同元件的动态特性。在对电压失稳的原因进行深入研究时, 如果只从静态的角度不能给出精确的解释, 一定要考虑元件的动态特性。动态电压稳定综合考虑了励磁系统、发电机、各种负荷等元件的动态特性, 与电力系统的实际运行状态更接近。动态电压稳定分析的方法有能量函数法、小扰动分析法与时域仿真法等。

动态电压稳定的研究总的发展趋势是提高电压稳定的计算精度, 虽然已经实现了很多进展, 但是总体还不太成熟。由于对一些影响电力系统主要元件的动态特性的描述还不完善, 使得动态电压稳定方法的研究受到一些阻碍。

3 电压稳定的控制措施

电力系统的动态无功储备不足与其功率传输能力不够是导致电力系统电压不稳定的重要因素, 在规定电力系统以及电力运行状态时, 可以控制电压稳定并提高电力系统的传输速度, 下面主要对电压稳定性控制应该采用的措施进行分析:

(1) 因为发电机电压不稳定或输电系统运转失常在线路重负荷的情况下无法正常工作。最有效的方法是增加输电线路, 但是费用大, 因此增加输电线路时一定要在每条线路负荷与负荷率损耗方面来降低相应的费用。

(2) 通过不断提高发电机系统来增加有功与无功输出能力。当遇到紧急故障的时候, 发电机热旋转备用, 通过加强短时间发电机有功与无功输出的能力来提高发动机系统的稳定性, 使发电系统在进行无功补偿增加的时候, 提高正常工作中发动机高功率因数状态的稳定性。

(3) 发电机负荷系统也会对电压稳定产生影响, 在带负荷调节变压器与无功补偿接头时要预防调节与补偿时候不足采用保持最大动态无功裕度的方法。提高电压水平的有效方法是在校正时投人并联无功补偿, 因此控制电压稳定的最常用的方法就是切负荷。

4 结束语

电力系统稳定性研究的重要内容之一就是电压稳定, 电压稳定与否会严重影响电力系统的可靠运行。本文通过分析电力系统电压稳定方面的一些因素, 尤其是阐述了电力系统电压稳定的控制方法与分析方法, 可以作为相关工作者工作实践的参考, 确保电力系统的安全、稳定运行。

参考文献

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