电力系统的电压管理
电力系统电压控制
电力系统电压控制电力系统电压控制是指对电力系统中的电压进行调节和控制，以确保电力系统的稳定运行。
电力系统中的电压控制是一个重要的技术问题，涉及到电力系统运行的安全性和稳定性。
本文将介绍电力系统电压控制的重要性、控制方法以及现代电力系统电压控制的发展趋势。
一、电力系统电压控制的重要性在电力系统中，电压是电力传输和供电的基本参数之一。
电压控制的稳定性直接影响着电力系统的安全运行。
过高或过低的电压都会对电力设备和用户设备产生不利影响，甚至导致设备故障和事故发生。
因此，电力系统电压控制是确保电力系统运行稳定、供电可靠的关键技术。
二、电力系统电压控制的方法1. 发电机调压器调节发电机调压器是电力系统中调节电压的主要手段之一。
通过调节发电机的励磁电压，可以实现电压的调节和控制。
调压器可以根据系统需求来调整励磁电压，使得发电机输出的电压保持在合理的范围内。
2. 变压器调压器调节变压器调压器是在电力系统中常用的电压控制装置。
通过调节变压器的绕组比例，可以实现对电压的调节。
变压器调压器可以根据系统负荷情况来调整变压器的绕组比例，以维持稳定的电压输出。
3. 发电和负荷管理通过发电计划和负荷管理，可以在电力系统中实现对电压的控制。
合理调度发电机组和负荷的运行，在系统负荷变化时调整发电机组的出力，使得系统电压保持在合适的范围内。
三、现代电力系统电压控制的发展趋势随着电力系统的规模扩大和技术的进步，现代电力系统电压控制也不断发展和完善。
以下是现代电力系统电压控制的一些发展趋势：1. 自动化控制现代电力系统电压控制越来越趋向于自动化和智能化。
通过引入先进的自动控制装置和算法，可以实现对电力系统电压的自动调节和控制。
2. 多源电力系统随着可再生能源的不断发展和应用，电力系统中多源电力并网已成为趋势。
对于多源电力系统，电压控制的挑战更大，需要更加复杂的控制策略和装置。
3. 柔性交流输电技术柔性交流输电技术是一种新型的电力输电技术，具备较好的电压控制能力。
电力系统的电压管理
电力系统的电压管理1、电力系统的电压波动电压波动可以分为两类：一种是周期长、波及面大，主要由生产、生活、社会、气象等变化引起的负荷和电压变动，此外，还包括个别设备检修或故障退出运行、电网接线方式转变等引起的电压变动。
习惯上的电压调整就是针对这种电压变动的。
还有一种是冲击性或间歇性负荷引起的电压变动（电压闪变）。
可以采纳特地的措施限制这种电压变动，比如使用静止无功补偿器。
2、电压中枢点的电压管理电压中枢点是指某些能够反映系统电压水平的主要发电厂和枢纽变电所的母线，这些地方供应系统大部分负荷的电能。
由i、j点的电压要求和电网上的电压损耗即可确定O点的电压变化范围：UOmin ≤UO ≤ UOmax对于i点：Ui=106kV时，UOi=4.5kV；Ui=113kV时，UOi=2.8kV。
因此，对应的O点电压变化范围：110.5kV≤U′O≤115.8kV。
对于j点：Uj=108kV时，UOj=5.6kV；Uj=115kV时，UOj=3.2kV。
因此，对应的O点电压变化范围：113.6kV≤U″O ≤118.2kV。
所以，应当掌握的O点电压变化范围为：113.6kV≤UO≤115.8kV。
系统规划阶段，电压中枢点可以采纳的调压方式：逆调压——高峰负荷时增大中枢点的电压，低谷负荷时削减中枢点的电压的调压方式(105%UN～UN)。
适用于当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致相同，且负荷的变动较大、供电线路较长时。
恒（常）调压——中枢点的电压在任何负荷下基本保持不变的调压方式(102%UN～105%UN)。
适用于当电压中枢点供电的各负荷变动较小、供电线路电压损耗也较小时。
顺调压——高峰负荷时允许中枢点的电压略低，低谷负荷时允许中枢点的电压略高的调压方式(102.5%UN～107.5%UN)。
适用于负荷变动和供电线路都较小时、或用户的电压要求较低时。
6.3.3 电压调整的基本原理和措施4节点的实际电压为：。
第二章电力系统电压的自动调节
例2-1解：
一号机额定无功功率为
QG1=PG1tgφ1=25tg(arccos0.85)=15.49(Mvar) 二号机额定无功功率为
QG2=PG2tgφ2=50tg(arccos0.85)=30.99(Mvar)
因为两台机的调差系数均为0.05，所以公共母线上等值机 的调差系数Kadj也为0.05。
U /
K adj
Q1 Q2 15.49 30.99 0.046 Q Q 15.49 30.99 ( G1 G 2 ) K adj1 K adj2 0.04 0.05
例2-2 解（续）
母线电压波动为
U K adj Q 0.046 0.2 0.0092
无失灵区
励磁控制功能
2励磁功率单元
任务
要求
调节系统电压和本身无功 可靠性、调节容量
较强励磁能力 快速响应能力 頂值电压 电压上升速度
例2-1
某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行， 一号机的额定功率为25MW，二号机的额定功率 为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85， 调差系数为0.05。如果系统无功负荷使电厂无功 功率的增量为它们总无功容量的20%，问各机组 承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动 是多少？
增加20%，问各机组的无功负荷增量是多少？母线上的 电压波动是多少？
例2-2 解
Q Q1QG1 Q2QG 2 Q Q U ( G1 G 2 ) /(QG1 QG 2 ) QG1 QG 2 K adj1 K adj2 Q1 Q2 U / K adj QG1 QG 2 K adj1 K adj2
二、交流励磁机励磁系统
1 他励交流励磁机励磁系统
电力系统电压质量和无功电力管理制度
力管理制度2023-11-01•引言•电压质量和无功电力管理的基本概念•电力系统电压质量标准和要求•无功电力管理和无功补偿设备运行管理•电压质量和无功电力管理系统的建设与运行管目理•电压质量和无功电力管理的考核与监督录01引言电力系统电压质量和无功电力管理在现代电力系统中具有重要地位，随着电力需求的增长和电力市场的开放，电压质量和无功电力管理成为确保电网稳定、可靠和经济运行的关键因素。
在过去的几十年里，由于电力负荷的增加、电网规模的扩大以及电力市场的开放，电压质量和无功电力管理面临着越来越多的挑战。
背景介绍目的建立和完善电力系统电压质量和无功电力管理制度，提高电压质量和无功电力管理的效率和水平，保障电力系统的安全、稳定和经济运行。
意义电压质量和无功电力管理是电力系统的重要环节，对于提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性具有至关重要的作用。
同时，电压质量和无功电力管理制度的建立也是电力行业规范化、标准化和科学化管理的体现。
目的和意义适用范围本制度适用于各级电网企业、电力用户和发电企业，包括电力系统规划、设计、运行、检修和营销等各个环节。
规定电压质量和无功电力管理应遵循国家有关法律法规和技术标准，贯彻电力行业的有关规程和规定，结合各地区、各企业的实际情况，制定相应的管理制度和实施细则。
适用范围和规定02电压质量和无功电力管理的基本概念电压质量定义电压质量是指电力系统中电压的幅值、波形和相位等参数符合规定标准要求的情况。
电压质量对电力系统的影响电压质量对电力系统的稳定运行、电能质量、设备安全及经济效益等方面具有重要影响。
电压质量定义及影响无功电力及无功补偿原理无功电力在电力系统中，无功电力是指没有消耗但对系统有贡献的功率，主要包括电动机、变压器等感性负荷产生的无功功率。
无功补偿原理通过在系统中增加无功补偿装置，将感性负荷产生的无功功率进行抵消，从而提高系统的功率因数，改善电能质量。
电压质量和无功电力管理的关系电压质量和无功电力管理的关系电压质量和无功电力管理是相互关联、相互影响的。
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省（自治区、直辖市）电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一）35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
（二）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1．500（330）kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
2．发电厂220kV母线和500（330）kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%—+10%。
3．发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。
第6章 电力系统无功功率的平衡和电压调整
若U1>U2时，Q2>0；U1＜U2时，Q2 ＜ 0。 电力网中的感性无功功率总是从电压高的一端流向电压 低的一端，而容性无功功率则总是从电压低的一端流向电压 高的一端。 注意：上述关于电力网中功率的流动方向的结论只适用 于高压电网---要注意使用条件！。
第一节 电力系统中无功功率平衡与电压的关系 二、容性无功与感性无功
U
( < 0 容性）
I ( >0 感性)
(a)
(b)
I
U
(a):
(b):
Q = UIsin ＞ 0 , 感性无功
Q = UIsin ＜ 0 , 容性无功
注意: 消耗容性无功相当于提供感性无功。
第一节 电力系统中无功功率平衡与电压的关系
P jQ1 1
P2 jQ2
Z R jX
呈感性
呈容性，相当 于提供感性无 功
第二节 电力系统中无功功率的平衡
Z R jX P2 jQ2 P jQ1 1
U1
2 P 2 Q12 U12 U 2 QX QB 1 2 X B U1 2
△QX：线路电抗的无功功率 △QB：充电无功功率
φ δ φ
jIX
I
(c) 简单系统
U
正常运行 时，工作 在ab段
（a）系统图；（b）等值电路；（c）相量图
第一节 电力系统中无功功率平衡与电压的关系
(2) 发电机的无功—电压静态特性
所谓发电机的无功—电压静态 特性，是指发电机向系统输送的无 功功率与电压的变化关系曲线。
G T-1 L T-2
电力系统电压控制的基本原理
电力系统电压控制的基本原理
电力系统电压控制的基本原理主要包括以下几点：
自动调节励磁：通过改变发电机或其他电源的励磁电流，可以调整其端电压。
这是电力系统中最基本和最常用的电压调节手段之一。
调节变压器分接头：变压器的分接头切换可以改变变压器的变比，从而实现电压的调整。
这种方式在电力系统中也得到了广泛应用。
改变无功功率分布：在电力系统中，无功功率的分布对电压水平有着重要影响。
通过调整无功补偿设备的投入或切除，以及改变发电机的功率因数，可以改变无功功率的分布，从而达到调节电压的目的。
自动调节有载调压变压器的分接头：有载调压变压器可以在带负载的条件下切换分接头，从而实现电压的自动调节。
这种方式在电力系统中也得到了广泛应用。
自动调节并联补偿电容器和并联电抗器的投入量：并联补偿电容器和并联电抗器可以用来调节系统的无功功率，从而改变系统的电压水平。
通过自动调节这些设备的投入量，可以实现电压的自动调节。
综上所述，电力系统电压控制的基本原理主要是通过自动调节励磁、调节变压器分接头、改变无功功率分布、自动调节有载
调压变压器的分接头以及自动调节并联补偿电容器和并联电抗器的投入量等手段来实现的。
这些手段可以单独使用，也可以组合使用，以实现对电力系统电压的有效控制。
电力系统电压控制
确定中枢点 电压范围
编制中枢点电压曲线
调控中枢 点电压
利用各种调压措施
电压在规定 范围变化
用户电压符合要求
中枢点电压的管理
电压允许偏差值范围
二 电力系统电压/无功的基本理论
电压/无功 关系 负荷无功 电压特性 无功平衡 电源无功-电压 特性 维持电网正常电压水平下的无功功率平衡，是保证电网电压质量的基本条件
泰州地区电网运行效益
降低线损 用户电压合格率上升
七 电压稳定性及其控制
电压稳定性
相关知识
机理分析
电压稳定性研究的发展过程 电压稳定的相关概念 电压稳定性的分类 电压不稳定事件的特征
电压失稳的一般解释 静态电压崩溃机理解释 动态电压崩溃机理解释
一级电压控制 二级电压控制 三级电压控制 系统在不同状态下的电压控制
电压稳定性研究的发展过程
从马尔科维奇提出第一个判据到20世纪70年代中期，是电压稳定问题未引起足够重视的阶段；
第一阶段
第二阶段
第三阶段
从20世纪70时年代末到20世纪80年代中期，是注重静态研究的阶段；
从20世纪80年代中期到现在，是以动态机理的探讨为基础的全面研究阶段。
电力系统是一个动态系统，电力系统电压稳定性是整个电力系统稳定性的一个分支。最早在20世纪40年代，前苏联学者H.M.马尔科维奇再研究负荷稳定性时，提出第一个电压稳定判据，故电压稳定性有时也称为负荷稳定性。
结论： 1）变压器向系统吸收的无功与电压的平方U2D成正比。 2）负荷所需无功随电压升高而增加，随电压降低而减少。
投退电容器对电压的影响
结论： 1）投入电容器组后，变压器负荷侧电压升高 2）退出电容器组后，变压器负荷侧电压降低 3）防止电容器的影响，造成负荷侧电压过高
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电力系统的电压管理
1、电力系统的电压波动
电压波动可以分为两类：
一种是周期长、牵扯面大，主要由生产、生活、社会、气象等变化引起的负荷和电压变动，此外，还包括个别设备检修或故障退出运行、电网接线方式改变等引起的电压变动。
习惯上的电压调整就是针对这种电压变动的。
还有一种是冲击性或间歇性负荷引起的电压变动（电压闪变）。
可以采用专门的措施限制这种电压变动，比方使用静止无功补偿器。
2、电压中枢点的电压管理
电压中枢点是指某些能够反映系统电压水平的主要发电厂和枢纽变电所的母线，这些地方供应系统大部分负荷的电能。
由i、j点的电压要求和电网上的电压损耗即可确定O点的电压变化范围：UOmin≤U0≤UOmax
对于i点:Ui=IO6于时，U0i=4.5kV；
Ui=II3kV时，U0i=2.8kV o
因此，对应的。
点电压变化范围：
110.5kV≤U,0≤115.8kV o
对于j点：Uj=108kV时，UOj=5.6kV；
Uj=115kV时，U0j=3.2kV o
因此，对应的。
点电压变化范围：
113.6kV≤U z,0≤118.2kV o
所以，应该控制的0点电压变化范围为：113.6kV<U0≤115.8kV o
系统规划阶段，电压中枢点可以采用的调压方式：
逆调压
——高峰负荷时增大中枢点的电压，低谷负荷时减少中枢点的电压的调压方式(105%UN~UN)。
适用于当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致一样,且负荷的变动较大、供电线路较长时。
恒(常)调压一一中枢点的电压在任何负荷下基本保持不变的调压方式(102%UN~105%UN)o
适用于当电压中枢点供电的各负荷变动较小、供电线路电压损耗也较小时。
顺调压一一高峰负荷时允许中枢点的电压略低，低谷负荷时允许中枢点的电压略高的调压方式(102.5%UN〜107.5%UN)o 适用于负荷变动和供电线路都较小时、或用户的电压要求较低时。
6.3.3电压调整的基本原理和措施
4节点的实际电压为：。