探討電力系統(tǒng)影響電壓穩(wěn)定因素問題

黃紅飛

摘 要：目前，我國對于電力的需求越來越大，電力系統(tǒng)承受著超高壓和重負(fù)荷的現(xiàn)象，需要通過對電力系統(tǒng)的完善，改善這種現(xiàn)狀。在我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時代，電能的需求量也是越來越大，電壓的穩(wěn)定問題也逐漸突出，需要采取有效的措施進(jìn)行改進(jìn)。本文主要對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定方面進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電壓穩(wěn)定；措施

電壓穩(wěn)定性的研究長期以來都是作為電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的重點(diǎn)的研究對象，相關(guān)的電壓穩(wěn)定性則是需要從電壓穩(wěn)定的靜態(tài)以及動態(tài)的方法進(jìn)行分析，其中負(fù)荷的特性則是作為電壓穩(wěn)定性研究的重點(diǎn)問題。對于電壓的失穩(wěn)情況也是需要從電力系統(tǒng)的失穩(wěn)各種場景做出相應(yīng)的分析，通過應(yīng)用相應(yīng)的控制措施，可以更好的保證電力系統(tǒng)能夠安全有序的運(yùn)行，根據(jù)其電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面的問題，采取相應(yīng)的控制措施進(jìn)行應(yīng)對，保證電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

1 1 對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的因素分析

1.1 電壓自身的調(diào)節(jié)能力

在日常生活以及工作的過程中，為了能夠?qū)﹄娏﹄妷旱姆€(wěn)定性給予保障，需要清晰地認(rèn)識電路電壓的調(diào)節(jié)能力。所以在對電壓穩(wěn)定性進(jìn)行保持的基礎(chǔ)上，通常情況下在符合相對來說比較高的地區(qū)對備用的無功電能進(jìn)行設(shè)置，這樣做的目的能夠?qū)o功補(bǔ)償量進(jìn)行保障，保證電壓能夠獲得正常運(yùn)行，與此同時還能具備相應(yīng)的調(diào)壓能力；另外為了能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)合理的控制，應(yīng)該結(jié)合工作過程中的需求，在日常維護(hù)時，最大限度避免無功長距離輸送，進(jìn)一步保證分區(qū)以及分層之間的平衡性，因此針對于這個方面的內(nèi)容而言必須要引起高度的重視，從而去保證電力系統(tǒng)自身可以更加高效穩(wěn)定的運(yùn)行，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)水平不斷的提高。

1.2 電力系統(tǒng)負(fù)荷特點(diǎn)

該特點(diǎn)在一定程度上是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析的工作中不可忽視的重要問題，在實(shí)際運(yùn)行時，對電壓穩(wěn)定產(chǎn)生影響的因素比較多，其中比較重要的就是電力系統(tǒng)負(fù)荷。通常狀況下，由于電力系統(tǒng)負(fù)荷存在相對來說比較大的變數(shù)，特別是季節(jié)或者區(qū)域性變化，極易致使線路電壓存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。所以要加大對電力系統(tǒng)負(fù)荷特點(diǎn)進(jìn)行分析，對于工作人員，要對其給與高度的重視，只有這樣才能對應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行做好，促進(jìn)電壓的穩(wěn)定性

2 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的研究方法分析

電力系統(tǒng)中有關(guān)電壓穩(wěn)定的情況主要有：電力系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)與電壓失穩(wěn)的距離；電力系統(tǒng)中會引發(fā)電壓失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)；對于干擾電壓穩(wěn)定的故障區(qū)域分析和選擇。

2.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定的分析方法

2.1.1 靈敏度分析方法

靈敏度分析方法主要是利用潮流方程進(jìn)行計算，分析變量之間的各種關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)處于某種擾動狀態(tài)時，通過對各種變量之間的靈敏度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)靈敏度的系數(shù)不斷增大時，系統(tǒng)就會存在不穩(wěn)定性，當(dāng)趨于無窮大時，系統(tǒng)發(fā)生崩潰。在實(shí)際使用該方法時，需要將電壓的崩潰點(diǎn)定義為負(fù)荷的極限點(diǎn)，然后判斷電壓的穩(wěn)定性情況。

2.1.2 最大功率法

該種分析方法主要是將電力網(wǎng)絡(luò)向負(fù)荷母線輸送運(yùn)行作為一種極限運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)負(fù)荷需求超過電力網(wǎng)絡(luò)的極限傳輸功率時，系統(tǒng)中的電壓將會失去穩(wěn)定性。這種電壓穩(wěn)定的分析方法是基于PV和QV曲線的電壓穩(wěn)定方法，將電網(wǎng)中的某一個節(jié)點(diǎn)作為母線進(jìn)行研究，確定所需的無功功率。

2.2 動態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法

當(dāng)系統(tǒng)受到小擾動時，可以利用動態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法進(jìn)行電壓穩(wěn)定性分析，該種分析方法主要是研究與有關(guān)元件的動態(tài)性分析，對于影響電壓穩(wěn)定性的因素，考慮到發(fā)電機(jī)、無功無常設(shè)備以及負(fù)荷存在的狀態(tài)，其中還有OLTC技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)輸送功率的影響，通過提高網(wǎng)絡(luò)的最大輸送功率，來保證電壓的穩(wěn)定性。電壓穩(wěn)定是一個動態(tài)問題，系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的動態(tài)特性都對電壓的穩(wěn)定有一定的影響，小擾動分析方法的研究，建立動態(tài)化的分析模型，方便各元件的有效使用。

3 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的有效控制

當(dāng)電力系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，為了保證電壓的穩(wěn)定性，就需要針對發(fā)電機(jī)的額定功率、負(fù)荷等進(jìn)行分析，對存在的問題進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定性，如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障，電壓就不能保持正常的穩(wěn)定性，就需要采取措施控制。

3.1 無功補(bǔ)償?shù)姆椒☉?yīng)用

對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，采用的無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ胁⒙?lián)電容器組法和SVC等。電力系統(tǒng)中，電容器的過度使用會發(fā)生損壞，也就相應(yīng)地影響到電壓的穩(wěn)定性和功率的不平衡性。有時過度的擾動會造成電容器的損壞，電壓也不容易恢復(fù)，通過電容器之間的并聯(lián)，可以進(jìn)行無功補(bǔ)償。SVC和STATCOM是目前電壓穩(wěn)定中采用最多的動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，設(shè)備的應(yīng)用能夠有效提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，SVC可以通過對稱或者是不對稱的方式運(yùn)行，而STATCOM始終保持對稱的方式運(yùn)行。

3.2 變壓器分接頭的緊急控制

OLTC的應(yīng)用主要是對母線中存在的電壓負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，能夠?qū)⑦\(yùn)行控制在一定的范圍內(nèi)，一般電力系統(tǒng)中存在的接頭地方，不利于電壓的穩(wěn)定。如果電力系統(tǒng)發(fā)生緊急狀態(tài)，OLTC就會起到一定的作用，防止電壓系統(tǒng)的崩潰，電力系統(tǒng)中的分接頭動作有利于增強(qiáng)電壓的穩(wěn)定性，當(dāng)負(fù)荷處于一種恒定狀態(tài)時，電壓的變動會降低網(wǎng)絡(luò)中功率的損耗。分接頭緊急控制措施包括分接頭調(diào)節(jié)閉鎖和分接頭的逆調(diào)節(jié)，在發(fā)生緊急的情況下，通過暫時停止或者是延緩電壓的方式防止電壓的崩潰。

3.3 發(fā)電計劃的重新分配

在控制電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，對于短期內(nèi)發(fā)電計劃的重新安排，需要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行控制，無需增加新設(shè)備，對于電壓的調(diào)度，會首先對功角的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，考慮到電壓的穩(wěn)定性，在保證電力系統(tǒng)安全和平衡的基礎(chǔ)上，也要考慮到一定的經(jīng)濟(jì)性原則。

3.4 切除負(fù)荷

當(dāng)電力系統(tǒng)的電壓出現(xiàn)失穩(wěn)的情況時，可以通過切除負(fù)荷的方法制止電壓發(fā)生崩潰，能夠保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中需要安裝阻止電壓崩潰的自動裝置，低電壓自動減載裝置能夠針對專門的電壓穩(wěn)定問題，通過估計動態(tài)負(fù)荷模型參數(shù)，研究負(fù)荷最小切除量的計算，利用切除負(fù)荷和電容補(bǔ)償?shù)鹊姆绞娇刂齐妷旱姆€(wěn)定性。

4 結(jié)語

綜上所述，對于電壓穩(wěn)定性的研究，一直是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行過程中的研究重點(diǎn)，有關(guān)的電壓的穩(wěn)定性主要是從電壓穩(wěn)定的靜態(tài)和動態(tài)方面進(jìn)行分析，其中負(fù)荷的特性是電壓穩(wěn)定性研究中的重點(diǎn)。對于電壓失穩(wěn)的情況需要從電力系統(tǒng)失穩(wěn)的各種場景方面進(jìn)行分析，采用相應(yīng)的控制措施，保證電力系統(tǒng)的安全有序運(yùn)行，根據(jù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定方面存在的問題，采取相對應(yīng)的方式。

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