對(duì)電壓穩(wěn)定情況的分析

雷鵬

摘 要：電壓穩(wěn)定對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，電壓崩潰造成的事故屢見(jiàn)不鮮?；诖耍恼赂鶕?jù)目前的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，根據(jù)負(fù)荷的有功裕度以及無(wú)功裕度，對(duì)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電壓穩(wěn)定；有功裕度；無(wú)功裕度

引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及改造升級(jí)，電壓穩(wěn)定性的重要性越來(lái)越突出，電壓崩潰將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要對(duì)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以保證經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前世界上關(guān)于電壓穩(wěn)定的研究方法中，比較受關(guān)注的是負(fù)荷裕度研究方法，通過(guò)不斷的增加負(fù)荷以及輸送功率來(lái)研究電壓的崩潰點(diǎn)。

本文正是基于負(fù)荷裕度方法對(duì)電壓的穩(wěn)定性能進(jìn)行了測(cè)試研究，研究結(jié)果為電壓對(duì)于電壓穩(wěn)定的判別和在線控制都具有借鑒意義。

1 電壓崩潰點(diǎn)的計(jì)算

1.1 直接法。直接對(duì)方程組的解進(jìn)行求解，獲得臨界點(diǎn)的特征值。用非線性方程將臨界點(diǎn)的值進(jìn)行表述，在將靜態(tài)電壓臨界點(diǎn)用非零左或者右的形式進(jìn)行表述。這種方法對(duì)于初始值較為敏感，當(dāng)初始值較為合理時(shí)，計(jì)算速度較快，否則求得的值可能是錯(cuò)誤的。同時(shí)，隨著方程的維數(shù)不斷增高，計(jì)算的精度以及速度可能會(huì)不太理想。此種方法，仍然需要更多的研究。

1.2 非線性規(guī)劃法。能夠用于求取靜態(tài)電壓的臨界點(diǎn)，將臨界點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為負(fù)荷的優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)非線性規(guī)劃方法求解指定的最大負(fù)荷裕度。其中較為重要的是對(duì)約束條件的確定。

2 基于π型電路的參數(shù)辨識(shí)

建立簡(jiǎn)單的電路模型，有助于分析電壓的穩(wěn)定性問(wèn)題，所以由局部負(fù)荷等效的簡(jiǎn)單電路如圖1所示。

通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析表明，支路的充電功率在35kv以下的電網(wǎng)中比較小，可以看作是無(wú)功負(fù)荷。但是在110kv以上的電網(wǎng)中，無(wú)功功率在電容中產(chǎn)生的有可能大于在電抗中產(chǎn)生的，這時(shí)的支路可以等同于一個(gè)無(wú)功電源。無(wú)功功率的改變也極大的受到了無(wú)功補(bǔ)償裝置的影響。所以簡(jiǎn)單的支路模型不能夠反映支路的特性，采用下面的模型進(jìn)行研究。

3 負(fù)荷功率極限計(jì)算

根據(jù)上圖，可以得到受端功率的表達(dá)式為：

研究3圖可以發(fā)現(xiàn)，在電路受端的無(wú)功功率越大，對(duì)于傳輸?shù)挠泄β蕘?lái)說(shuō)則會(huì)越小，而受端電壓的大小對(duì)功率傳輸影響也較大。故本文的研究思路是，分別考慮有功負(fù)荷以及無(wú)功負(fù)荷對(duì)傳輸?shù)墓β蕵O限的影響。

3.1 有功功率的極大值

3.2 無(wú)功功率極大值

下圖分別給出了在不同的有功功率下的P-Q曲線，和在不同有功負(fù)荷下無(wú)功對(duì)應(yīng)的臨界電壓曲線。

在Pr=0時(shí)，Vr能夠，在0-VS之間變化，無(wú)功功率最大，臨界電壓則為最??；當(dāng)Pr>0隨著Pr的增大，無(wú)功功率隨之減小，臨界電壓隨之升高。從上面的結(jié)論可以得到，求取無(wú)功的極大值時(shí)，為了保障結(jié)果準(zhǔn)確性，一定要考慮有功影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)無(wú)功功率以及有功功率極限的方法，運(yùn)用代數(shù)運(yùn)算求取負(fù)荷功率極限，運(yùn)算速度較快。在考慮當(dāng)前有以及無(wú)功負(fù)荷傳輸極限，使得計(jì)算的結(jié)果更加準(zhǔn)確。