電力系統(tǒng)線路電壓穩(wěn)定性研究

高偉

[摘 要] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，社會(huì)、群眾、企業(yè)等對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的要求也隨之上升?，F(xiàn)代化大型電力系統(tǒng)中，每年因電壓失穩(wěn)、電氣設(shè)備崩潰、供電系統(tǒng)故障所引發(fā)的各類用電事故對(duì)社會(huì)、企業(yè)、群眾都造成了不可彌補(bǔ)的損失和影響。因此，以電力系統(tǒng)線路電壓穩(wěn)定性研究作為主要論述內(nèi)容，結(jié)合多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行線路電壓失穩(wěn)的分析，總結(jié)其穩(wěn)定類型和解決方案，希望對(duì)從事相關(guān)研究的業(yè)內(nèi)人士提供一定幫助。

[關(guān)鍵詞] 電力系統(tǒng)線路;電壓穩(wěn)定性;研究

科技的進(jìn)步，讓我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，并逐步進(jìn)入了高壓電、大機(jī)組、大電網(wǎng)群的時(shí)代。伴隨著電力系統(tǒng)改革優(yōu)化升級(jí)的還有電力系統(tǒng)管控運(yùn)維管理方面，長(zhǎng)線路、重負(fù)荷及無(wú)功儲(chǔ)備不足等供電系統(tǒng)特點(diǎn)日益突出，供電線路問(wèn)題正需要相關(guān)人員通過(guò)有效的管理措施進(jìn)行緩解和解決。其中，電壓失穩(wěn)是一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，它所引發(fā)的大面積停電事故不可勝數(shù)，例如1972年的湖北電網(wǎng)、1973年的大連電網(wǎng)等的停電事故對(duì)相關(guān)地區(qū)群眾、企事業(yè)單位、社會(huì)都造成了一定的影響。因此，對(duì)電力系統(tǒng)供電線路電壓穩(wěn)定進(jìn)行科學(xué)性研究，找出日常工作中存在的問(wèn)題，追根溯源進(jìn)行解決，維護(hù)日常線路用電安全。

一、電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)原因分析

總的來(lái)說(shuō)形成電力線路電壓十分的原因有兩種，一是線路內(nèi)的電壓偏差，二是線路內(nèi)斷斷續(xù)續(xù)的電壓波動(dòng)。其中，電壓偏差是指線路內(nèi)的實(shí)測(cè)電壓增幅或降幅在一個(gè)預(yù)測(cè)范圍內(nèi)，只是偏離了線路的額定電壓，但偏差值具有一定的規(guī)律和穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象在日常生活中很常見(jiàn)，也就是我們常說(shuō)的電壓不穩(wěn)定。并且，線路內(nèi)電壓偏差大小取決于線路所在區(qū)域電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，線路抗阻率線路有功符合和無(wú)功符合的變化。而電壓波動(dòng)相較于電壓偏差來(lái)說(shuō)其增幅或降幅遠(yuǎn)超于線路內(nèi)穩(wěn)壓裝置的限制，具有一定的不規(guī)則性和較大的破壞性。較大的電壓波動(dòng)極容易造成設(shè)備損壞、線路自燃，從而影響用戶電能使用還容易引發(fā)火災(zāi)，對(duì)社會(huì)影響較大。

造成電力系統(tǒng)電壓崩潰的原因有：（1）供電、用電系統(tǒng)負(fù)荷增加，超過(guò)了供電系統(tǒng)的承受范圍，這種情況主要發(fā)生在夏季、冬季等用電高峰季節(jié);（2）系統(tǒng)突發(fā)性事故，這種原因不可控，主要由電氣設(shè)備或者用電設(shè)施的突發(fā)性宕機(jī)等造成;（3）負(fù)荷中心電壓水平降低等。

二、電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定類型研究

一般來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)線路電壓穩(wěn)定性可以分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。電壓靜態(tài)穩(wěn)定是指供電系統(tǒng)在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)模式下運(yùn)行受到外界因素干擾后，可以通過(guò)安裝在線路內(nèi)的穩(wěn)壓裝置使電壓通過(guò)內(nèi)部調(diào)節(jié)回到正常運(yùn)行的穩(wěn)定狀態(tài)，并且，這種小的電壓回路干擾在日常生活中隨處可見(jiàn)，比如我們生活中的開(kāi)關(guān)燈、下雨天風(fēng)對(duì)供電線路造成的搖擺、電氣設(shè)備的不穩(wěn)定運(yùn)行等，這種小的干擾作用對(duì)電力系統(tǒng)線路電壓變化量影響較弱。而線路電壓的暫態(tài)穩(wěn)定則是說(shuō)系統(tǒng)在受到外界較大干擾后，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的自身調(diào)節(jié)或者相關(guān)穩(wěn)壓裝置的輔助重新這回新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。造成暫態(tài)穩(wěn)定的原因大致可以分成兩種：一是電力系統(tǒng)控制中心的正常調(diào)節(jié)性操作，二是電力系統(tǒng)設(shè)備故障導(dǎo)致。正常操作則是電力系統(tǒng)大負(fù)荷設(shè)備的投入或者移除，比如大容量發(fā)電機(jī)、變壓器等的投入或者移除，都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成較大的干擾。與其不同的是當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生故障宕機(jī)時(shí)，線路內(nèi)的電磁功率的平衡就會(huì)受到破壞從而直接影響電壓的穩(wěn)定性。

三、電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容及展望

電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容主要分為電壓失穩(wěn)機(jī)理研究和電壓穩(wěn)定安全計(jì)算兩種。其中，機(jī)理研究主要是找出導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)電壓失穩(wěn)發(fā)生的本質(zhì)因素，找出各個(gè)失穩(wěn)原因和失穩(wěn)現(xiàn)象之間的內(nèi)部聯(lián)系，從而建立出研究電壓失穩(wěn)的理論數(shù)據(jù)模型。通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析得出，電力系統(tǒng)無(wú)功率平衡、發(fā)電機(jī)組的無(wú)功處理限制、OLTC動(dòng)態(tài)和系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)性對(duì)電壓失穩(wěn)、崩潰有著直接影響。電壓穩(wěn)定安全計(jì)算主要包含兩個(gè)方面：一是找出評(píng)定電壓穩(wěn)定的安全指標(biāo)，二是精確快速的計(jì)算方法。評(píng)定電壓穩(wěn)定的安全指標(biāo)主要分成兩類：裕度指標(biāo)和狀態(tài)指標(biāo)，并且這兩類指標(biāo)都可以給出系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行情況距離失穩(wěn)、崩潰狀態(tài)的數(shù)字信息，然后與通過(guò)相關(guān)計(jì)算進(jìn)行人為干預(yù)和操作從而保持電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。

電壓穩(wěn)定性研究作為電力領(lǐng)域的重要課題，針對(duì)以上問(wèn)題，今后我們對(duì)電壓穩(wěn)定問(wèn)題研究的方向大致是：（1）電力系統(tǒng)電壓崩潰機(jī)理、數(shù)理研究;（2）電力系統(tǒng)各元部件對(duì)電壓穩(wěn)定問(wèn)題影響分析，并建立相關(guān)研究模型;（3）建立和完善電力系統(tǒng)電壓監(jiān)測(cè)、預(yù)警、報(bào)警系統(tǒng)。

綜上所述，電力系統(tǒng)線路電壓穩(wěn)定性還存在著諸多問(wèn)題，我們對(duì)其的研究仍將繼續(xù)，我們需要在研究和在實(shí)踐中找出電壓穩(wěn)定控制方法，優(yōu)化控制理論，升級(jí)控制裝備，從而多角度全方面地提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，提高電壓穩(wěn)定性的可控能力。

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[作者單位]

山西朔州平魯區(qū)茂華萬(wàn)通源煤業(yè)有限公司

（編輯：李博寧）