电力系统优化调整

系统运行的稳定性与供电可靠性
电力系统运行的根本目的是对负荷提供可靠的供电能力。 供电可靠性一方面体现在不间断供电上，另一方面则体现 在对供电质量的保证上。 理想情况下，电力系统在任何时候都必须以恒定的电压和 频率向负荷供电，实际系统中则是要求电压和频率必须维 持在很小的偏差内。 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可 靠性。在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切 相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善，缺 少必要的安全措施，一个局部的小扰动或异常运行也可能 引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解。
高压侧引出3个抽 头：1.05UN、 UN、 0.95UN
譬如，容量为1000kV.A电压比为10／0.4kv的 变压器（UN2=380v）．
当进线电压为10kv接在0％分接头上，二次侧 空载时的电压为400v，即偏差为＋5％； 当进线电压为10.5kv，接在＋ 5％分接头上， 二次侧空载时的电压为400v,偏差仍为＋ 5％； 但当10kV电压接在＋ 5％的分接头上．则二次 侧空载时的电压为380v，偏差为0％，反之， 如将10kv接在-5％的分接头上，二次侧空载时 的电压偏差为＋ 10％。
电力系统的电压管理
目的：要在各种运行条件下，维持各用电设备的端电压在 规定的波动范围内。 电压中枢点：指能反映和控制整个系统电压水平的点。只 要中枢点电压质量满足要求，其他节点的电压质量也基本 上满足要求。可选择电压中枢点为代表进行监视和控制。
大型发电厂的高压母线 枢纽变电所的二次母线 有大量地方性负荷的发电厂母线
3。静电电容器
只能向系统供给无功功率，即只能作为无功电源 不足之处：其供给无功与其端电压的平方成正比， 故当节点电压下降时，电容器供给系统的无功功率 反而减小，导致系统电压水平继续下降。
Qc U
2
/ Xc
4。静止补偿器（简称SVC）
由电容器组和电抗器组并联组成。容性的电容 器发出无功来补偿系统中的感性无功损耗，感 性的电抗器来吸收系统中的容性充电无功，从 而可同时作为系统的一种动态无功电源和无功 负荷。可利用晶闸管等电力电子元件所组成的 电子开关来分别控制电容器组和电抗器组的快 速投切。 不足：由于使用电力电子开关投切电抗器和电 容器，会使电力系统产生一些附加的高次谐波。
对于异步电机如图4－2；对于电力系统的 综合无功负荷有图4－3关系：
2。变压器无功功率损耗
励磁损耗（由空载电流百分数I0%求）
BT I0 % S N 100 U
2 N
电抗损耗（由短路电压百分数Uk %求）
U k %U 100 S N
2 N
XT I
2
I
2
3。电力线路的无功功率损耗
并联电纳损耗（容性，又称充电损耗）
额定功率因素为cosφN，额定无功功率为
2。同步调相机
是专门用来生产无功功率的一种同步电机。过 励磁时可发出感性无功功率，欠励磁时会吸收 感性无功功率。通过改变它的励磁，可平滑地 调节无功功率的大小和方向。一般装设自动励 磁调节装置自动地根据系统电压进行调节。 由于调相机属于转动设备，会产生较大的有功 功率损耗，目前使用逐渐减少。
δ U f % -Δ U T% = + 1 0 -3 = +7
-6
b)
10 8 6 4 +7
最小负荷
最大负荷
+ 3 .5 +9 0 0 + 1 .5
δ u%
逆调压
2 0 -2 -4 -6 -8 C) -7 - 5 .5 +7
-6
电力系统的调压措施
1。改变发电机端电压调压
系统负荷↑时，电网电压损耗↑ ，用户端电压↓，可增加 发电机的励磁电流以提高发电机电压；系统负荷↓时， 电网电压损耗↓，用户端电压↑ ，可减小发电机的励磁 电流以降低发电机电压。 这种方式不需增加额外的设备，较经济合理，应优先 考虑。但线路较长时，仅靠发电机端调压（调整范围 0～5％）不能满足远方负荷的电压要求。
6~10kV
0 .3 8 k V
最大负荷时 最小负荷时
Δ U
l1
% =14
Δ U T% = 3
Δ U
l2
% =6
5 .5 a)
1
2
+ 1 0 .5 + 8 .5
δ U f % -Δ U T% = + 1 0 -1 = +9
10 8 6 4 + 1 .5 0 +7
常调压
δ u%
2 0 -2 -4 -6 -8 -7
关闭电缆负荷超载 据报道，E.On能源公司11月5日表示，4日晚，一艘刚建造的轮船 “挪威珍珠”号，从德国下萨克森州的帕彭堡船厂出发前往北海。当 它经过埃姆斯河时，该公司关闭了河流上空一段38万伏的高压电缆， 以方便“挪威珍珠”号顺利通过。不过，这可能导致其他输电线路负 荷过重，进而引发大面积停电。 欧洲8国因此停电 这次停电从4日晚10点多开始，德国西北部的3个州首当其冲，约 100趟列车暂停，并导致全国范围的列车晚点。受影响最大的是工业 重镇科隆，全市电力供应一度陷于瘫痪。 法国共有包括巴黎、里昂在内的16个地区停电，多达500万人受 到影响。巴黎消防队员4日深夜接到了40多个求助电话，都是被困在 电梯里的人打来的。多数地方在60分钟内恢复电力，而有的地方持续 了约90分钟。 法国电力公司RTE的发言人皮耶· 波纳表示，德国电网失灵破坏了 欧洲电网的平衡，令法国电力捉襟见肘。为避免全面停电，电脑系统 切断了对部分用户的供电。 此外，断电引发的“多米诺效应”还波及到比利时、意大利、西 班牙、奥地利、荷兰、克罗地亚。意大利超过10万人受影响，主要集 中在都灵及其附近地区。RTE公司发言人波纳说：“我们差点就看到 欧洲全面停电。”
欧洲大停电殃及千万人
2006-11-06 03:01:59 来源: 新华网
新华网巴黎11月5日电 法国电力公司子公司--法国电力传输公司总裁安德 烈· 梅兰5日召开记者招待会称，欧洲大约1000万人4日晚 遭遇停电。因德国尚未给出具体统计结果，这个数字还有 可能发生变化。 这场大停电的起因是德国有关方面为了让一艘出厂的船 通过船厂上方的两条高压线，切断了这两条电线，结果造 成欧洲电力网东部电力输出负荷过重，西部电力输入不足。 梅兰说：“这导致西部电力供应不足，发电量比需求量少 了1万兆瓦。要尽快改变这种失衡状况，唯一的方法就是 有目标地中断一些地区供电。” 法国从4日晚22点开始停电，22点半至23点之间恢复供 电，共暂停供电5000兆瓦，超过500万人遭遇停电。德国、 意大利等国家也采取了停电措施。
目前较为完善的SVC有以下三种类型， 它们都有电抗器支路（吸Q）和电容器 支路（发Q）两个支路，不同点主要集 中在电抗器支路侧
当U≥UN时，电抗器L自行饱和， 相当于空芯电抗器，此时所选的 串联Cs的容抗与其漏抗绝对值相 等而进行完全补偿，使得电抗器 支路总感抗很小， I2增大，所吸 收Q增加，使母线电压降低。 U<UN时，L不饱和，电容器的容 抗不足以补偿L的漏抗，故L－Cs 的总感抗很大，I2很小，基本不 消耗Q，此时C发出Q使母线电压 升高。
第一节 电力系统无功功率的平衡和电压调整
令
由于一般高压输电线路中R<<X，因而可认为线路中的 电压降主要决定于线路上传输的无功功率。无功功率 会朝电压低的母线一侧流动，电网中某点的无功不足 时，该点的电压必将降低；反之，无功过剩时电压将 升高。要保证系统的电压水平，系统中应该有充足的 无功电源以维持无功功率的平衡。
当系统无功电源不足时，上述两种方法都难以实现调 压，在系统中电压较低的点应进行无功补偿
3。利用无功补偿设备调压
作用： 1。可调整网络中的节点电压，使之维持在额定 值附近，保证系统的电能质量 2。可改变网络中的无功功率的分布，以降低网 络中的功率、电压及电能损耗，提高系统运行 的经济性。
由上式可知，无功补偿容量应与变比K相互配合 调节方式：1.选用静电电容器 2.选用调相机
无功功率平衡
Q Q
G
QC1 QC 2 QC 3 Q L Q

Q
L
QT Q X Qb
GC
如果无功功率不能维持平衡，就不能保证系统的 电压质量 在无功平衡的基础上，应有一定的无功备用容量， 一般为无功负荷的7％～8％ 补偿系统无功不能过多的依靠电源，而应在电压 较低的负荷节点增加无功补偿装置
无功损耗
1。无功功率负荷：主要是指用电设备所吸收的
漏抗损耗
“感性”无功功率。这类用电设备包括异步电机、 同步电机、电炉、整流设备等。
励磁损耗
外加U1↑→转动力矩↑→转差率s↓→等值电阻 r2/s↑→I1↓→Qx↓ 外加U1↑→ Qu↑由于励磁电抗Xu与电机饱和特性有关， 电压升高电机饱和程度越大，导磁率下降， Xu减小， Qu会很快增大
第四章 电力系统运行状况的优化和调整
电力系统运行状况优化和调整就是保证电 力系统正常稳态运行时的电能质量和经济 性的问题 优化：指对系统中的有功功率和无功功率 的优化分配。 调整：指对系统的电压和频率进行调整， 以保证正常稳态运行时的电能质量。
电压调节主要通过无功功率的调节来实现，频 率调节主要通过有功功率的调节来实现。
电力系统的电压偏移
用电设备在额定电压下运行性能最好，系 统的电压波动会使设备的性能受到影响。 由于系统中节点很多，网络复杂，负荷分 配不均，电力系统中允许一定范围的电压 偏移
35KV及以上电压供电的负荷电压偏移为±5% 10KV及以下电压供电的负荷电压偏移为±7% 低压照明负荷为＋5％～－10％ 农村电网为＋7.5%～－10％
所谓逆调压，就是在最大负荷时，升高中枢点母线电压， 在最小负荷时，降低母线电压。距离电源母线不同位置的 变、配电所都能借助选择合适的变压器分接头以调整电压 偏差，为比较常用方式 所谓顺调压，就是在最大负荷时，允许中枢点电压低至线 路额定电压1.025UN以内；在最小负荷时，允许中枢点电压 高至1.075UN以内； 。 所谓常调压，就是不管中枢点的负荷怎样变动，都要保持 中枢点的电压偏差为恒定值；调压困难，不经济