电力系统电压与无功功率调节论述.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,五、电力系统电压与无功功率调整,本章关键点,1、电压控制意义和特点；,2、电压控制基本原理；,3、电源电压-无功特征；,4、负荷电压-无功特征；,5、电力系统电压控制方法；,6、电力系统无功赔偿设备；,电力系统电压与无功功率调节论述,第1页,5.1 电压控制意义与特点,意义：电压是电能质量指标之一；,特点：,（1）电压偏移是无功功率不平衡表现；,（2）（与有功电源相比）无功电源种类多，布置灵活；,（3）电力系统各节点电压能够允许存在一定偏差（送端允许高于额定电压5，受端允许低于额定电压5）；,（4）电力系统调压主要是经过调整无功电源出力与合理改变无功功率时尚分布进行；,（5）电压和无功功率控制与降低网损关系紧密；,（6）无功赔偿设备不消耗有功功率，却能够降低有功功率损耗；,电力系统电压与无功功率调节论述,第2页,5.2 电压控制基本原理,电压偏差起因：传输路径阻抗与电流不为零是引发电压偏离额定值根本原因，而且不可防止；,有功电流和线路电阻对电压影响较小，而无功电流和线路电抗对电压影响较大（理论证实以下）；,电力系统电压与无功功率调节论述,第3页,电压偏差分析,以受端电压,U,2,作为参考方向，U,2,是,U,2,幅值。负荷功率S,2,等于受端电压与线路电流共轭相乘：,线路传输功率与线路电压降落关系：,纵分量,横分量,电力系统电压与无功功率调节论述,第4页,电压降落,名词：电压降落（矢量）及其纵分量和横分量、电压损耗（标量）、电压偏移；,依据理论分析及其矢量图可见，电压降落中，与U2同向纵分量对电压偏移影响较大，而与U2垂直横分量对电压偏移影响较小，工程上常可忽略横分量影响；,又因为在传输路径上各元件阻抗（发电机，变压器，输电线路，异步电动机等）均是感抗远大于电阻，通常在简化分析与计算中，可将电阻忽略而只考虑感抗作用；,电力系统电压与无功功率调节论述,第5页,调压方程,负荷端电压Ub（孙莹图4-6）：,由上式可见，影响负荷端电压原因有：UG，K1（升压比），K2（降压比），R，X等线路参数，负荷功率PQ等运行参数，对它们实施行之有效控制，就能到达控制受端电压之目标。,电力系统电压与无功功率调节论述,第6页,电力系统电压与无功功率调整伎俩,调整发电机端电压；,改变变压器变比，以此改变无功功率时尚分布，用无功富裕支路支援无功不足支路，合理分配无功；,就地进行无功赔偿，提升负荷运行功率因数，降低无功功率传输；,改变线路参数和结构，减小阻抗（串联电容器）和不合理无功流动；,电力系统电压与无功功率调节论述,第7页,电力系统电压控制应遵照标准和约束条件,（1）无功功率就地、就近平衡，减小无功流动引发无功损耗和有功损耗；,（2）线路不过载（安全性）；,（3）兼顾经济性；,（4）确保稳定性。,电力系统电压与无功功率调节论述,第8页,5.3 电力系统无功电源电压无功功率特征,电力系统无功功率源有：,（1）同时电机，包含同时发电机，同时电动机和同时调相机；,（2）电力电容器；,（3）静止无功赔偿器（SVC）等；,电力系统电压与无功功率调节论述,第9页,同时电机电压-无功特征,同时发电机电压-无功特征取决于同时发电机无功调差特征，是一条下倾直线，含有,自动平衡无功,调整效应；,同时调相机可视为有功功率为零同时发电机，同时电动机可视为有功功率为负同时发电机，它们电压-无功特征与同时发电机类似，由励磁调整器中调差单元决定；,电力系统电压与无功功率调节论述,第10页,电力电容器电压无功功率特征,电容器输出无功功率：Q,C,U,2,/X,C,与其端电压平方成正比，是一条上翘二次曲线。,电容器特点：,（1）电容器含有“负调整特征”；电容器电压无功功率特征曲线是上翘，这一点与同时电机相反。这就意味着当电力系统无功功率缺乏使电容器安装处电压下降时，电容器输出无功功率反而降低，使无功功率缺额加剧；反之，当电力系统无功功率过剩电压升高电容器输出无功功率增加，使无功功率愈加过剩，这种不利于无功功率平衡调整特征称为负调整特征；,（2）电容器只能成组地投入或切除，对无功功率进行有级调整；,（3）电容器是静止元件；,（4）有功损耗小；,（5）适合于分散安装。,电力系统电压与无功功率调节论述,第11页,静止无功赔偿器SVC电压无功功率特征,静止无功赔偿器（SVC：Static VAR Compensator）是由可调电抗器与固定电容器并联组成，其外特征如孙莹P105图4-5所表示。,SVC能够快速、平滑地调整无功功率大小和方向，对冲击负荷适应性很好，与同时调相机相比，维护简单，损耗小，而且能够分相赔偿。缺点是无功功率赔偿量正比于端电压平方，在系统电压很低时，无功功率赔偿量将大大降低。,电力系统电压与无功功率调节论述,第12页,5.4电力系统负荷电压无功功率特征,异步电动机,在电力系统负荷中占很大比重，故电力系统无功负荷与电压静态特征主要由异步电动机决定。异步电动机无功消耗为：,电力系统中变压器和输电线路在运行中也消耗无功功率，在考虑无功功率平衡时也能够将其视作为无功负荷。,变压器,无功损耗为：,电力系统电压与无功功率调节论述,第13页,电力系统负荷电压-无功特征,输电线路,无功功率损耗分为两部分，其串联电抗中无功功率损耗与经过线路功率或电流平方成正比，而其并联电纳中发出无功功率与电压平方成正比：,与变压器不一样是，其并联部分发出无功功率而不是吸收无功功率。输电线路重载时呈感性，轻载时呈容性，需要并联可调电抗器吸收多出无功功率。,电力系统电压与无功功率调节论述,第14页,电力系统电压无功功率控制,电源与负荷共同决定了电力系统电压-无功工作点；,固定电容器和高压输电线路无功功率负调整特征如配合可调电抗器使用，能够改变控制性能；,重点控制中枢点电压；,中枢点是指能够反应电力系统电压水平发电厂或变电站母线，系统中大部分负荷由这些节点供电，它们电压一经确定，其它各点电压也就大致确定了；,各种调压办法综合使用，力争最经济有效；,电力系统电压与无功功率调节论述,第15页,5.5电压无功自动控制装置,静止无功赔偿装置SVC，包含：,（1）晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controlled Reator）；,（2）晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor）；,（3）TCR固定电容器（FC：Fixed Capacitor）等类型。,电力系统电压与无功功率调节论述,第16页,晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controlled Reator）,电力系统电压与无功功率调节论述,第17页,TCR工作原理介绍,是晶闸管导通角。当控制角 在90 180 之间移相时，导通角在0（全关）180（全开）之间改变。,晶闸管全开时吸收感性电流最大，全关时不吸收感性电流，改变控制角就能够改变电抗器吸收感性电流大小；,控制器按 外特征方程控制电抗器电流IL，就可得到如图所表示赔偿器特征。,电力系统电压与无功功率调节论述,第18页,晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor）,电力系统电压与无功功率调节论述,第19页,TSC控制特点,（1）零电压投入，预防产生冲击电流；,（2）零电流切除；,（3）只有投入和切除两种状态，没有类似可调电抗器那样经过改变控制角相控工作方式，即没有可调电容器运行方式。,电力系统电压与无功功率调节论述,第20页,混合型SVC（TCRTSC）,电力系统电压与无功功率调节论述,第21页,变电站有载调压变压器和电力电容器综合控制,VQC；,九区图：,电力系统电压与无功功率调节论述,第22页,主变高压侧分接头调整与主变低压侧电容器投切,操作,主变低压侧电压,与无功负荷,工作点,移动方向,升主变分接头,电压下降，无功减小,左下,降主变分接头,电压上升，无功增加,右上,投电容器,电压上升，无功减小,左上,切电容器,电压下降，无功增加,右下,电力系统电压与无功功率调节论述,第23页,九区VQC控制策略,0区:电压、无功均合格,不控制；,1区:电压越上限,无功赔偿适当,发降压指令；,2区:电压越上限,无功越上限,先发降压指令,再发投电容器组指令；,3区:电压合格,无功越上限,发投电容器组指令；,4区:电压越下限,无功越上限,先发投电容指令,再发升压指令；,5区:电压越下限,无功赔偿适当,发升压指令；,6区:电压越下限,无功越下限,先发升压指令,再发切电容指令；,7区:电压合格,无功越下限,发切电容指令；,8区:电压越上限,无功越下限,先发切电容指令,再发降压指令；,电力系统电压与无功功率调节论述,第24页,九区控制标准,确保电压合格、无功基本平衡、尽可能降低变压器分接头调整次数和电容器投切次数。,变压器分接头动作次数限制：天天调整次数35KV主变不超出20次，110220KV不超出10次；,机械开关投切电容器，因对电容器有冲击，所以也有投切次数限制，而SCR投切电容器能够没有投切次数限制。,电力系统电压与无功功率调节论述,第25页,本章结束,思索题：,（1）为何说，电力系统电压偏离额定值是电力系统无功功率不平衡表现？,（2）无功功率平衡为何要强调“就地平衡”和“就近平衡”？,（3）对比有功功率_频率调整与无功功率_电压调整异同点。,电力系统电压与无功功率调节论述,第26页,