负荷特性对电压稳定性影响分析
电压稳定性浅析
电压稳定性浅析摘要：对电压稳定性进行了详细的分析，提出了缓解电压稳定性问题的一些措施。
关键词：电力系统电压稳定性1．电压稳定性概述电压稳定性是指电力系统维持电压的能力。
电力系统各母线电压在正常和受扰动后的动态过程中被控制在额定电压的允许偏差范围内的能力。
电压稳定性又分为幅值稳定性与波形稳定性两方面。
通常以电压偏差、电压波动与闪变、电压正弦波畸变率、频率偏差等项指标来衡量。
本地区随着农业电机井灌溉等农村用电的迅猛增长，致使用电高峰期时而出现配电网的电压低于额定值的这一电压不稳定现象，使电气设备无法正常运行，不能充分发挥其设备效益。
所以，电压稳定性有待于我们进一步探讨，以便于更加行之有效的解决电压不稳定现象。
2. 电压稳定性的分析电压稳定性问题是负荷稳定性的一个重要方面。
尽管电压失稳和电压崩溃是一个复杂的过程，但是可以通过一个简单的长线路终端接负荷的典型系统说明其发生和发展的机理,如图1：图1所示为典型的电压稳定性研究回路，其中Us为无穷大母线电压，Ur为受端负荷母线电压，P, Q分别为负荷吸收的有功和无功功率。
实际发生电压崩溃的可能性取决于负荷特性，如果为刚性的恒定功率负荷，如电动机负荷，电压崩溃会加剧；而电阻负荷具有软特性，即电压下降时其功率下降很快，所以减缓了电压崩溃的出现。
电压崩溃还可能在多回路并联输电的系统结构中发生，由于故障切除了三回并联线路中的一回路，使等值电抗增大，线路充电电容降低。
从而使输电功率因数发生变化，线损增加。
因此，系统可能发生电压不稳定。
如果受端有发电机接入，且其与负荷中心的电气距离较近，联络阻抗小。
当受端电压降低时，发电机无功出力会自动增大，起到支撑电压的作用。
因此，可以允许输电线路送很少的无功功率。
但是，通常受端发电机离负荷中心的电气距离仍较远，联络阻抗大。
所以电压降低时，发电机的无功出力增加很小，这就要求在末端增加无功补偿。
3.电压稳定性衡量指标3.1 电压偏差在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程度，以电压实际值与额定值之差AU或其百分值△ U淙表示，即：△ U=U -Jc或△ U%=［（U—Uc）/Uc］海00%式中U——检测点上电压实际值，V；Uc ――检测点电网电压的额定值，V。
负荷特性对基于奇异值分解法分析静态电压稳定的影响
，
Ｊ Ｑ ｖ
㈩
式中： △ Ｐ 、 △ Ｑ分别为节点有功微增量变化和无功微增量变化 ； Ａ Ｕ 、 Ａ ０ 分别为节点 电压 幅值微增量和 电
压 角度微 增量 变化 。 式（ １ ）是 线性化 的潮流 方程 ， 完整 的雅 克 比矩 阵可 以写成
‘ ， ： Ｊ
∞
Ｊ ｏ Ｕ １
一
步证明采用恒功率模型分析电压稳定得出的结论偏 于保守 。通过对 比电动机模型与恒功率模型对应
的系统雅克比矩 阵最小奇异值 ， 得到电动机模型 比恒功率模型更不利于系统的电压稳定 。
１ 奇异 值 分解 法 用 于 电压 稳定 性 分 析
潮流雅克 比矩阵的最小奇异值被作为接近静态电压稳定极 限的一个指标 ， 最小奇异值大小用来表
第３ ３卷第 １ ／ ２期
２ ０ １ ３年 ４月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖ０ ｌ ＿ ３ ３． Ｎｏ ． １ ／ ２
Ａｐ ｒ ．， ２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ Ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ａ ｉｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
或是薄弱 区域 的划分也会有一定影 响。
关 键
词： 奇异值分解法 ； 负荷 特性 ； 静态 电压稳定
文献标识码 ： Ａ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ７ １ ２
随着 电力 系统 规模 不 断扩 大 ， 用 电需求 的快 速攀 升 ， 迫 使 系统运 行 在 临 界点 附 近 ， 电压 稳 定 问题 日
会有所变化 。分析及 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ一１ ４节点 系统计算 表明 ， 负荷模型 是常用 的 Ｚ Ｉ Ｐ模 型时 ， 潮 流雅 可 比矩 阵最 小特征值相 比于恒功率模 型会有所 增大 ； 负荷模 型是 电动 机类 电压敏感 负荷 ， 在 电压下 降到一 定程度 时， 潮流雅克 比矩 阵最小特征值相 比于恒功率模型会有所减小 ； 且采用不 同的负荷模 型对薄弱节点识别
电力系统负荷对电压稳定性的影响
电力系统负荷对电压稳定性的影响伴随着负荷水平的持续增长，远距离较大容量的输电也在迅速增加，电压系统中稳定性问题越来越受到关注。
世界范围内在近年来出现了很多电压失稳的案例，同时大部分的电压失稳问题都会致使电力系统产生崩溃，引起较大面积出现停电事故，不仅仅给点力部门及用电的企业经济带来了巨额的损失，对人民的生活带来了极大困扰。
因此，对电压稳定问题进行深入研究，具有重要的现实意义。
1 电压稳定的概述从物理学角度分析，电力系统具有的稳定性是指电压系统在某一运行极限之内维持负荷电压的能力。
这种能力主要决定于网络向负荷传输的功率是否能够能够符合其自身的功率要求。
假如被网络传送的功率无法使其符合本身的功率要求，符合的电压将会出现下降的现象，情况严重时将会电压失稳甚至电压系统出现崩溃。
国际上对电压稳定的定义为：1.1电压小干扰稳定电力系统在既定的运行状况下遭遇任何小干扰之后，处于负荷节点位置的电压与干扰之前产生的电压数值较为近似，则该系统在既定的运行点位置可认为是小干扰电压的稳定性。
1.2稳定平衡点电压电力系统在既定的运行情况下遭遇一定的干扰，假如干扰之后的负荷节点产生的电压值恢复至干扰之后的平衡点位置的电压数值，则该系统的电压是稳定性的；这个时候，系统受到干扰后的情况将返回至干扰后处于平衡点位置的稳定的吸引域内。
1.3电压崩溃电力系统在既定的情况下遭遇一定程度的干扰，干扰之后处于平衡位置的电压数值比系统运行限制数值低，则统将会出现电压崩溃；电压崩溃有可能会造成整个系统的停电或是局部性停电。
2 电压发生失稳的原理最初认为电压稳定属于一个静态问题，因此解释电压失稳的原理应从静态的观点出发。
基于广泛应用的各种潮流方程的静态依据，其物理机制的静态稳定的界定是电力网络的传输能力。
伴随着电压稳定的发展研究，考虑到发电设备及调节系统的动态性、负荷以及动态零件的其他影响，失稳动态机理随之产生。
可是因为电力系统属于一个动力非线性的复杂系统，电压失稳与崩溃的动态过程是非常复杂的，至今仍未研究彻底。
电力系统静态电压稳定性的分析
摘要摘要电压失稳与电压崩溃是电力系统研究的重要方向之一。
最近几十年以来，国内国外都发生过多起大面积停电事故，造成巨大经济财产损失，社会影响深重，是目前亟待解决的问题。
本文全面概括了电力系统静态电压稳定性的研究背景与现状，阐述了电力系统静态电压稳定性研究的重要意义。
静电电压分析是为了确定电压的稳定极限，诸多算法都存在着拐点附近不收敛的问题，本文对传统的连续潮流算法进行改进，在总结前人研究工作的基础上，克服了常规潮流雅克比矩阵奇异造成的收敛问题。
系统阐述了当前静电电压稳定分析中常用负荷模型的特点及主要问题，通过PV曲线定性分析不同负荷特性对静态电压稳定性的影响。
介绍一种典型负荷模型ZIP负荷模型，运用改进连续潮流法对ZIP负荷不同组成进行定量分析，并与采用恒阻抗负荷模型，恒电流负荷模型和恒功率负荷模型仿真得到的结果进行了比较。
为提高提高系统电压水平，防止电压失稳。
我们采用在AVR上加装电压稳定器的方法。
在仿真分析中我们可以很明显看到PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡。
同时我们还改变PSS参数来分析比较不同参数对PSS效果的影响。
基于新型电力系统分析工具PSAT建立测试模型进行仿真，结果表明PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡，它为电力系统工程师提供了一种提高电力系统电压稳定性的强有力的手段。
另外本文总结归纳了提高电力系统电压稳定的策略措施.对电力系统的规划、运行具有一定的参考价值。
关键词：静态电压稳定；连续潮流；ZIP负荷；PSAT ；电压稳定器江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractAbstractThe voltage stability and voltage collapse is an important direction of electric power systems research in recent decades. Large area have not electricity supply is often happen at home and abroad, cause huge economic loss, property loss and social influence. It is thought to be the problems to be solved.This topic generally summarized background and current study situation of power system static voltage stability. Describe meaning of the electric power system static voltage stability research. The electrostatic voltage analysis is to identify the limit of the voltage stability, there are many algorithms have problems about no convergence near inflection point, this topic improve the traditional continuous flow algorithm, at the conclusion of the study based on the before work, overcome the problem of conventional flow jacobian matrix do not convergence. Introduced the current static voltage stability analysis used in the characteristics of load model. Through the PV curve of different load characteristics analysis the influence of static voltage stability. Introduces a typical load model of ZIP load model. Using an improved continuous flow method analysis ZIP load of different quantitative, compared simulation results between with the constant impedance load model, constant current load model and constant power load model. For improving system voltage level, prevent the voltage stability, we adopt the method of install the voltage stabilizer on AVR. In the simulation analysis, we can clearly see PSS can effectively increase the damping, restrain low frequency oscillation. And at the same time, we also change PSS parameters to analysis the affect comparing with different parameters of the PSS. Based on the new power system analysis tools PSAT test model established simulation. The results show that PSS can effectively increase the damping , restrain the low frequency oscillation. It provides a improve mean for electric power system voltage stability.In addition, This subject is summarized how to improve the power system voltage stability; has certain reference value to power system planning and operation.Keywords: Static V oltage Stability ;Continuation Power Flow ;ZIP Load ;PSAT ;PSS江苏科技大学工学硕士学位论文目录目录摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 电压稳定性研究的意义和背景 (1)1.2 国内外研究状况与展望 (2)1.3 本文的主要工作 (3)第二章电压失稳的理论基础 (4)2.1 电压稳定的概念 (4)2.2 电压稳定的分类 (5)2.3 电压失稳的机理研究 (5)2.4 电压稳定性的研究方法 (8)2.4.1 静态电压稳定分析 (8)2.4.2 基于微分方程的动态研究 (9)2.5 本章小结 (10)第三章连续潮流在静态电压稳定性研究中的应用 (11)3.1 连续潮流法原理 (11)3.2 连续潮流的求解 (15)3.2.1 连续潮流构成 (15)3.2.2 方程参数化 (15)3.2.3 预测环节 (18)3.2.4 校正环节 (19)3.2.5 步长控制环节 (20)3.3 一种新的实用的变步长方法 (21)3.4 仿真分析 (24)3.5本章小结 (28)第四章负荷特性对静态电压稳定性的影响 (29)4.1 引言 (29)4.2 负荷的静态模型 (29)4.3 负荷特性对静态电压稳定的影响 (31)4.3.1静态负荷的电压稳定性 (31)4.3.2 负荷静态电压特性对系统电压稳定性的影响 (33)4.4 简单系统采用ZIP负荷模型的PV曲线分析 (33)4.4.1恒功率负荷对简单系统影响分析 (33)4.4.2 采用ZIP负荷模型的PV曲线 (34)4.5 复杂系统的静态电压PV曲线分析 (36)4.5.1 zip负荷模型对复杂系统影响分析 (36)4.5.2 仿真分析 (37)4.6 本章小结 (41)江苏科技大学工学硕士学位论文第五章PSS对静电电压影响的仿真分析 (43)5.1 PSAT软件介绍 (43)5.1.1 PSAT特点简介 (43)5.1.2 主界面 (44)5.1.3 PSAT的结构 (45)5.1.4 PSAT模型库 (46)5.2 PSS简介 (47)5.3 PSS工作原理 (48)5.4 PSS的数学模型 (49)5.4.1 IEEE标准PSS-1A模型 (50)5.4.2 IEEE标准PSS-2A模型 (50)5.5 仿真分析 (51)5.6本章小结 (55)第六章提高电力系统静态电压稳定性的措施 (57)6.1静态电压稳定控制措施 (57)6.2 系统运行方面的措施 (58)6.3 建立正确的模型 (59)6.4本章小结 (59)结束语 (61)参考文献 (63)攻读硕士期间发表的学术论文 (67)致谢 (69)附录 (71)ContentContentAbstract(Chinese) (I)Abstract(English) (III)Chapter 1 Introduction (1)1.1 Significance and background of voltage stability study (1)1.2 Research state in home and abroad (2)1.3 Main works (3)Chapter 2 Theory basis of voltage stability (4)2.1 Concept of voltage stability (4)2.2 Classification of voltage stability (5)2.3 Mechanism of voltage stability (5)2.4 Research methods of voltage stability (8)2.4.1 Analysis of static voltage stability (8)2.4.2 Dynamic research based on differential equation (9)2.5 Summary (10)Chapter 3 Continuous power flow used in the voltage stability (11)3.1 Principle of continuous power flow (11)3.2 Solution of continuous power flow (15)3.2.1 Constitute of continuous power flow (15)3.2.2 Parametric equation (15)3.2.3 Prediction tache (18)3.2.4 Correction tache (19)3.2.5 Step control tache (20)3.3 A new practical step control method (21)3.4 Simulation (24)3.5 Summary (28)Chapter 4 Static Voltage Stability Influenced by the Load Characteristics (29)4.1 Introdution (29)4.2 Load static model (29)4.3 Static voltage stability influenced by load characteristics (31)4.3.1 V oltage stability of static load (31)4.3.2 Static voltage stability influenced by load static characteristics (33)4.4 PV curve analysis of simple system uses ZIP load (33)4.4.1 Influence by simple system uses constant power load influence (33)4.4.2 PV curve under ZIP Load Model (34)4.5 Complex system static voltage PV curve analysis (36)4.5.1 Influence by complex system uses ZIP load (36)4.5.2 Simulation (37)4.6 Summary (41)Chapter 5 PSS on the Impact of Static Voltage Stability (43)江苏科技大学工学硕士学位论文5.1 Introduction about PSAT (43)5.1.1 Introduction about PSAT’s characteristics (43)5.1.2 Main interface (44)5.1.3 PSAT’s structure (45)5.1.4 PSAT’s model library (46)5.2 PSS introduction (47)5.3 Structure of PSS (48)5.4 PSS mathematical model (49)5.4.1 IEEE standard PSS-1A model (50)5.4.2 IEEE standard PSS-2A model (50)5.5 Simulation (51)5.6 Summary (55)Chapter 6 Methods to improve power system static voltage stability (57)6.1 Measures for static voltage stability control (57)6.2 Measures for operation of the system (58)6.3 Establishing correct model (59)6.4 Summary (59)Conclusions (61)References (63)Published Acadmic Papers Duing Graduate (67)Thanks (69)Appendix (71)第1章绪论第一章绪论1.1 电压稳定性研究的意义和背景电力系统是一个复杂的包含很多电气和机电设备的大规模非线性系统，而电力系统稳定性分析作为电力运行和规划当中非常重要的一环，一直受到学界的广泛关注[1]。
电力系统中非线性负荷的特性分析
电力系统中非线性负荷的特性分析在当今的电力系统中，非线性负荷的应用越来越广泛。
从常见的家用电器如变频空调、电脑，到工业领域中的电弧炉、变频器等，非线性负荷已成为电力系统中不可忽视的一部分。
了解非线性负荷的特性对于保障电力系统的稳定运行、提高电能质量以及进行合理的规划和设计都具有重要意义。
非线性负荷与传统的线性负荷在电气特性上有着显著的区别。
线性负荷遵循欧姆定律，其电流与电压成正比，而非线性负荷的电流与电压关系不再是简单的线性比例关系。
这导致非线性负荷在电力系统中会产生一系列特殊的影响。
非线性负荷的一个重要特性是产生谐波电流。
当非线性负荷接入电力系统时，由于其内部的电力电子器件或磁性元件的非线性特性，会使电流发生畸变，出现基波频率整数倍的谐波分量。
这些谐波电流在电力系统中流动，会增加线路损耗，导致设备发热，降低设备的使用寿命。
同时，谐波电流还可能引起电力系统中的电压畸变，影响其他设备的正常运行。
以常见的变频器为例，其通过对电源进行快速的开关操作来实现变频调速的功能。
在这个过程中，电流会出现急剧的变化，产生丰富的谐波。
这些谐波电流不仅会影响变频器自身的性能，还可能通过电网传播到其他设备，造成诸如电机转矩脉动、电容器过热甚至损坏等问题。
另一个显著特性是引起功率因数的变化。
非线性负荷的功率因数通常不是恒定的，可能会随着工作状态的改变而变化。
这给电力系统的无功补偿带来了挑战。
如果无功补偿不合理，可能导致电网电压波动，影响电能质量和电力系统的稳定性。
电弧炉是工业中常见的非线性负荷，其工作过程中功率因数会频繁变化。
在熔化金属的不同阶段，电弧的长度和电流大小都会改变，从而导致功率因数的波动。
这种波动会使得电网中的无功功率需求不稳定，给电网的运行和控制带来困难。
此外，非线性负荷还具有冲击性和不对称性。
一些设备如电焊机、起重机等在启动或工作过程中会产生瞬间的大电流冲击，这可能导致电网电压的骤降，影响其他设备的正常运行。
考虑负荷特性的静态电压稳定性分析
（ ｅ ａ ｇ ｌ ｔｃＰ ｗｅ ｕｅｕ Ｄ ｙ ｎ ， ｉ ｕ ｎ６ ０ ） Ｄ ｙ ｎ ｅ ｒ ｏ ｒ ｒａ ， ｅ ａ ｇ Ｓｃ ａ １ ０ ０ Ｅ ｃｉ Ｂ ｈ ８
Ａｂｓ ｒ ｃ Ｖｏｌ ｇ ｔｂｉｉ ｓ ｌ ｒ ｅ ｙ ａ ｆ ｃ ｅ ｙ ｔ ｏ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｔａ ｔ ｔ ｅ ｓａ ｌ ｙ ｉ ａ ｇ ｌ ｆｅ ｔｄ ｂ ｈｅ ｌ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ．Ｔｈ ｓ ｐ ｐｅ ｎａｙ ｅ ａ ｔ ｉ ａ ｒ ａ ｌ ｚ ｓ
出临界 电压值和相对应的功率不是单调 的变化。
是负荷模 型电压特性指数 ，其值决定 了负荷的类型 。 当 Ｐ、ｑ 的值 都等于 ０ １ ｖ 、 、２时 ， 表示 的负
ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｍｐｒ ｖｅ ｉ Ｐ ｌ ｄ ｍ ｏ ｅ ｅ ａｉ ｅｔ ｉ ｇ ｔ ｅｃ ｎ ｔ ｎ ｗ ｅ ｏａ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓｉ ｏ ｄ ｕｓｎｇＺＩ ｏａ ｄ ｌ ｌｔｖ ｏｕｓｎ ｈ ｏ ｓａ ｔ ｒ ｐｏ ｒｌ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｓａｉ ｌａ ｅｓａ ｌｔ ｃ ｎ ｉ ｕ ｔｏ ｏ ｒｆｏ ： ｌ ａ ｈａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｙｗｏ ｄ ： ｔｔｃｖｏ ｔ ｇ ｔｂｉｉ ｙ； ｏ ｔｎ ａ ｉ ｎ ｐ ｗｅ ｗ ｌ ｏ ｄ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ
ｔａ ｏ ｒｆ ｗ ｑ ａｉｎ ｒ ｈ ｎ ｅ ｙ Ｚ Ｐ ｌａ ｄ ｌ ｔｅ ｉｈａｆｃｓｖ ｌ ｇ ｔｂｌ ｙ Ｔ ｅ ｈ ｔ ｗｅ ｏ ｅ ｕ ｔｏ ｓａｅｃ ａ ｇ ｄｂ Ｉ ｏ ｄ ｍｏ ｅ ， ｈ ｎｗｈｃ ｆｅ ｔ ｏｔ ｅｓａ ｉ ｔ． ｈ ｐ ｌ ａ ｉ
电力市场 化 的改革 以后 ，市场参 与者 要求增 加 电网输送 能力和稳 定 限额 ，将 使 电力系统 的运行 条 件 变 得 更 为 紧张 ， 容 易 出现 电力系 统 电压稳 定 性 很 问题 …。电压稳 定性 在很 大程 度 上受 负荷特 性 的影 响Ｉ Ｊ ａ ｌｒ ． 甚至 指 出，电压 稳定性 问题 实质 ２ 。Ｔ ｙｏ Ｗ． ｑ Ｃ
智能电网中的负荷特性分析
智能电网中的负荷特性分析在当今社会，电力已经成为了我们生活和生产中不可或缺的重要能源。
随着科技的不断进步和人们对电力需求的日益增长，智能电网应运而生。
而在智能电网中，负荷特性的分析是一项至关重要的任务，它对于电网的规划、运行和管理都有着深远的影响。
负荷特性，简单来说，就是指电力用户在不同时间、不同条件下对电力的需求和使用特点。
要深入理解智能电网中的负荷特性，我们首先需要了解负荷的分类。
从用户类型来看，负荷可以分为工业负荷、商业负荷和居民负荷。
工业负荷通常具有较大的用电功率，其用电规律往往与生产流程和设备运行密切相关。
比如，钢铁厂的电炉在生产时会消耗大量电能，而在设备检修期间用电则大幅减少。
商业负荷，如商场、写字楼等，其用电高峰一般出现在白天营业时间段，而且受季节和节假日的影响较大。
居民负荷则主要与人们的日常生活习惯相关，例如晚上家庭用电较多，夏季空调用电增加等。
从负荷的时间特性来看，又可以分为日负荷、周负荷和年负荷。
日负荷呈现出明显的峰谷变化，一般早上和傍晚是用电高峰，深夜则是低谷。
周负荷在工作日和周末可能会有所不同，一些办公区域在周末的用电量会显著下降。
年负荷则受到季节和气候的影响，夏季和冬季由于空调和采暖的需求，用电量通常较高。
智能电网中的负荷特性具有一些新的特点。
随着各种智能电器和设备的普及，负荷的随机性和不确定性增加。
比如，电动汽车的充电时间和充电量就具有较大的随机性，如果大量电动汽车同时充电，可能会给电网带来瞬间的巨大负荷。
此外，分布式能源的接入也对负荷特性产生了影响。
分布式能源如太阳能光伏发电、小型风力发电等，其出力具有间歇性和波动性。
当分布式能源大量接入电网时，用户可能既是电力的消费者，又是电力的生产者，这使得负荷的流向和大小变得更加复杂。
为了准确分析智能电网中的负荷特性，我们需要借助一系列的技术手段和工具。
首先是数据采集，通过智能电表等设备，实时采集用户的用电数据，包括电压、电流、功率等信息。
电力系统中的电压稳定性研究与控制
电力系统中的电压稳定性研究与控制随着工业化进程的加速和人们对电力需求的不断增长，电力系统的稳定性问题日益突出。
而电力系统中的电压稳定性问题尤为重要，它关系到整个系统的正常运行和供电的可靠性。
本文将从电力系统的电压稳定性研究和控制两个方面进行论述，希望为电力系统的稳定发展提供一些思路和方法。
一、电压稳定性研究电压稳定性是指电力系统的电压在外界干扰下能够保持在合理的范围内，不产生异常波动的能力。
影响电力系统电压稳定性的因素有很多，主要包括负荷特性、电源特性、传输线路特性、电网结构等。
为了研究电压稳定性，需要对这些因素进行全面分析与建模，并通过相应的数学模型和仿真实验来验证。
1. 负荷特性分析负荷是指电力系统中各类用户的用电需求，其特性对电压稳定性有着重要影响。
电力系统的负荷可以分为平衡负荷和非平衡负荷两种情况。
平衡负荷是指系统中各个节点的电阻、电感和电容负载相等，并且相位差义无反顾的电力负载。
非平衡负荷常见于电力系统的特定条件下，如突发的电气设备故障或突发性的天气变化等。
在研究电压稳定性时，需要将负荷特性纳入考虑，以便分析其对电压的影响和稳定性的需求。
2. 电源特性分析电源是电力系统中能够提供电能的装置，包括火电、水电、风电等。
电源的稳定性直接关系到电力系统的稳定性。
在电压稳定性研究中，需要首先分析电源的特性，如输出功率的波动性、电压的波动性以及频率的误差等。
通过建立电源模型，并考虑其与系统中其他元件的协调关系，可以对电压稳定性进行全面分析。
3. 传输线路特性分析传输线路是电力系统中用于输电的关键元件，其电气特性和电磁特性直接影响电力系统的稳定性。
在研究电压稳定性时，需要对传输线路的电阻、电感、电容以及传输功率等进行详细分析，并考虑其与系统中其他元件的耦合关系。
通过建立传输线路模型，并进行仿真实验，可以评估电压稳定性的敏感性和稳定性。
4. 电网结构分析电网结构指的是电力系统中各个节点之间的连接关系和布局方式。
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负荷特性对电压稳定性影响分析
摘要:负荷特性是影响电压稳定性的最直接因素。
本文基于负荷特性和电压稳定的定义,论述了电压失稳的机理,从动态负荷特性和静态负荷特性两个方面对负荷特性对电压稳定性的影响进行分析,并提出提升电压稳定性的几点建议。
以为电压稳定性的实践保障提供借鉴。
关键词:负荷特性电压稳定性影响分析
近年来,由于经济建设速度的加快,对于电力需求的不断发展,所以也迎来了高电压,大电网和大机组的时代,而在这样的高电压情况下,依然会出现电压不稳定的事故,而且越来越多,呈现上升趋势。
引起电压不稳定的原因很多,最为主要的就是负荷特性问题,负荷特性是电压不稳定最为直接的因素,而且一定程度还会引起电压崩溃和电压失稳的情况发生,因此,分析负荷特性对电压稳定性的影响,来防止电压崩溃,就成为当前摆在电力系统面前的重要课题。
1 负荷特性和电压稳定的定义
1.1 负荷特性的定义
负荷特性的含义就是负荷率随着系统频率发生变化所产生的一定规律性,或是因为负荷端电压变化所发生的一定规律,这两种情况所引起的规律成为负荷特性。
所以一般特性有分别,首先是频率特性,其
次是电压特性,将这两者再往下区分,就可以分为动态特性和静态特性。
1.2 电压稳定的定义
电压稳定的含义主要遵循我国2001年出版的《电力系统安全稳定导则》中的定义:电力系统在受到大或小的扰动后,能够恢复或保持在系统容许电压范围内,而不发生电压崩溃的能力。
2 电压失稳机理
依据电压失稳的发生时间,可将电压稳定分成长期电压稳定和短期电压稳定两种。
其中,长期电压稳定的典型时域范围为2～3分钟,造成电压崩溃情况主要是由恒温控制负荷、发电机最大励磁限制和带负荷自动调节分接头变压器等的动态特性共同作用的。
短期电压稳定的时域在10秒分为内,造成电压崩溃情况主要是由直流输电转换器、电子控制负荷、感应电动机等具有快速调节特性的负荷成分共同作用的。
众所周知,备自投的逻辑与运行方式密切相关,因此有必要掌握变电站的运行方式,才能分析得到备自投的配置及其逻辑。
对于110kV侧,主要的运行方式为:
(1)进线1带1#、2#主变,进线2带3#主变,开关A、B、D闭合,开关C断开,低压侧b、e开关热备用
(2)由于进线1、2具有同等地位,进线1仅带主变1的情况方式1相似。
故与方式1比较,仅改动为B断开,C闭合。
(3)2#主变热备用,即B、C、c、d断开,其他开关闭合。
可以看出方式(1)、方式(2)具有相似性质,为避免重复,实际上仅需分析方式(1)方式(3)情况下各备自投的逻辑。
而BZT1/BZT2、BZT3/BZT4也具有对称的性质,故仅分析BZT1、BZT3的逻辑即可,其他可以类推。
备自投的逻辑与运行方式密切相关,进而分析得到备自投的配置及其逻辑。
在分析中,首先应当指出,110kV进线侧的处理与双进线桥接方式的处理相同,这是因为对于双进线的运行方式,无论是进线备自投,还是主变备自投,其唯一可操作的方式即为将故障线路与主变先做隔离,并在隔离的基础上连接(投入)备用线路及主变,只有这样方能保证电源的有效提供——进线备自投,以及负载的有效提供——主变备自投。
而对于10kV侧,其唯一目的便是保障每段母线都有主变提供电能,而备自投的目标便是为其提供通路。
而对于均分负荷站,其特点要求其对负荷的分配不能过于随意,而是由一台主变带两段负荷,这一方面看是限制了备自投动作的方式,从另一方面看却是简化了备自投的逻辑。
3 负荷特性对电压稳定性的影响
近年来,人们对于电压稳定性的研究日渐深入,负荷对电压稳定的重要性进一步明确。
负荷功率平衡逐渐失去并恶化的过程就是电压失稳的过程,其所导致系统的崩溃就是电力系统中这种失稳的传播。
3.1 动态负荷特性的影响分析
在电压降低时,恒阻抗负荷会随之下降,利于形成稳定电压。
因此,若为恒阻抗静态负荷特性,当低于期望值时,系统的电压水平和功率将保持稳定;因负荷母线在电压降低时,会造成持续的电压下降,甚至造成电压崩溃现象的发生。
故恒功率负荷特性在降低端电压时,会增大负荷电流,导致输电线路电压的增加,端电压进一步降低;若系统负荷为纯感应点击,其运转停止的极限转矩同PV(感应点击同阻抗负荷组合时的功率极限)曲线临界点相一致。
当在PV曲线尚不运行时,会带来系统的稳定,当PV曲线下部开始运行,则感应的电机会停止运转,带来的结果就是系统吸收大量的无功功率,这样的情况会导致电压崩溃而影响到电压的稳定性,还有一类情况就是因为负荷和输电线的组合形成确定电音,那么一旦变压器开始来进行负荷供电,那么调节端将会使负荷电压提升到有可能的极限,这样会增加线路的务工损耗而导致电压形成非常的不稳定。
反之,会降低超高压电压的水平,在电压崩溃条件下,这一点可能导致电压稳定性的降低。
3.2 静态负荷特性的影响分析
静态负荷特性指的是进入稳态电压时电压同负荷功率的关系。
实际系统中,逐渐增加达到负荷极限后,如若持续增加,系统电压便会失去平衡点。
运用静态电压稳定分析法来对静态负荷进行分析,着手于静态观点来对电压崩溃机理作出解释。
反映系统运行点同极限点距离的指标有很多,其中功率极限最为直观。
存在较高负荷时,以改变负荷的方式来对功率进行控制并不稳定,即减小负荷阻抗,功率亦随之减小,而典雅是否会降低,是否会失稳则完全由负荷特性来决定。
4 提高系统电压稳定性的建议
基于负荷组成的复杂组成的复杂性,电力系统电压稳定性的提升应从以下方面着手:强化系统网架结构建设,合理选择静止公务系统、并联电容器及同步调相机,来保障无功补偿的效率。
增加快速响应无功备用的容量,来促进电压稳定性的提高;实际应用中,应用的变压器可考虑加上负荷调节分接头,低压减载无疑成为对电压稳定性问题加以解决的重要后备手段;开发功能强大的电压安全监控软件,来促进系统安全运行水平的大程度提高,防患于未然;确保负荷模型同实际情况相符,以完善的事故预案来提升系统电压的稳定性。
5 结语
负荷特性在电压稳定性问题上扮演者重要角色,借鉴上述内容,结合系统运行实际,来进一步提升电压稳定性。
以在保障电力系统良性运行的同时,促进我国电力行业的长足稳定发展。
参考文献
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