电压无功综合控制及实施方案云母带
电压无功综合控制及实施方案
电压无功综合控制及实施方案 2011年12月09日 来源: 0 概 述 电压是电力系统电能质量的重要指标之一,而系统的无功平衡是保证电压质量的重要条件;系统中各种无功电源的无功出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求,否则电压就会偏离额定值。当电压偏低时,系统中的功率损耗和能量损耗加大,电压过低时,还可能危及系统运行的稳定性,甚至引起电压崩溃;而电压过高时,各种电气设备的绝缘可能受到损害,通过合理调节电压和投退无功补偿设备就能使我们的电能质量得到保证,达到稳定运行的标准和满足用户的要求。 在电力系统的正常运行中,随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变,电网中的电压损耗也将发生变化。要严格保证所有用户在任何时刻都有额定电压是不可能的,因此,系统运行中各电压监测点或用户电压有稍微的偏移(只要是在规定允许的范围内,对于监测点电压允许范围:220 kV:209~231 kV,110 kV:106~116 kV,10 kV:10~11 kV,对于用户电压允许范围:110 kV:104.5~115.5 kV,35 kV:33.3~36.8 kV,10 kV:9.3~10.7 kV)是不可避免的,要使系统电压达到规定的标准,对一般的供电局来说主要可以采用以下措施: a.当系统的无功功率供用比较充裕时,可以调节变压器的变比;b.当系统无功供用不足或过剩时,可以通过投退无功补偿设备,改变无功功率的分布,达到调节电压的目的。通过调节变压器变比调整系统电压比较直观,而投退无功补偿装置,同样能达到调压的作用。多数情况下,两者必须综合考虑。 我们知道电力系统中异步电动机占系统负荷的很大部分(特别是无功负荷),所以电力系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定;以电压作为横坐标轴,无功功率作为纵坐标轴,可以画出异步电动机的静特性曲线(图1)。 图中a表示电动机的实际负荷同它的额定负荷之比,即受载系数。 在电力系统运行中,电源的无功功率(即无功电源)在任何时刻都同负荷的无功功率和网络的无功损耗之和(及总的无功负载)相等,也就是说无论何时电网中的无功总是平衡的,问题在于无功功率的这种平衡是在什么样的电压水平下实现的。 系统总的无功电源包括发电机的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率,同样,我们以电压作为横轴,无功功率作为纵轴,可作得无功电源与电压的关系曲线如图2中曲线1,3,是一条向下开口的抛物线,而负荷的无功电压曲线如曲线2,4。 如果此时系统的无功功率是平衡的(没有无功缺额),那么曲线1与曲线2的交点a,即为额定电压下的无功平衡点,对应的电压Ua就是额定电压Ue。当负荷增加时,负荷的无功——电压特性如曲线4,如果此时系统的无功电源没有相应的增加,电源的电压——无功特性曲线仍为曲线1,这时曲线1与曲线4的交点a′就代表了新的无功平衡点,并由此决定了负荷电压为Ua′,显然Ua′<Ue,这说明负荷增加后,系统的无功总电源已不能满足在额定电压Ue下无功平衡的需要,因此,只好降低电压运行,以取得在较低电压Ua′下的无功功率平衡。如果此时系统内发电机又无充足的无功备用,我们只有通过投入无功补偿电容器,使系统的无功——电压特性曲线上移到接近曲线3,从而使曲线3与曲线4的交点b所确定的电压接近额定电压Ue。所以通过投切电容器补偿装置同样能调节电网电压。 通过调节变压器变比与投退电容补偿装置这两种调压措施,在系统正常运行中是如何合理应用和综合控制的呢?目前,电压调节及无功补偿综合自动化控制的核心是由计算机对电压、无功进行分区优化控制的。1 电压、无功分区优化控制 以变电站变压器电源侧无功功率作为横轴,用户侧母线电压为纵轴,建立平面直角坐标系,坐标系中一象限的每一点就对应运行中的一组电压、无功值。变电站运行中的电压、无功状况就由这个平面坐标系的每个对应点表示出来了,如图3中的曲线1和2的交点a就代表某一运行方式下的一组电压、无功平衡点。从控制理论上讲,对一个系统可在该图中选定某一特定的点作为最佳控制点来控制,但在实际应用中,电压的升降是由变压器分接开关以额定电压的±1.25%,甚至±2.5%为一档,一档一档调节的,并不是连续调节的,电容器也是以组为单位整组投退的,所以电压和无功都只可能在某一范围内接近额定值,因此,实际控制时,只对电压、无功划分区域进行控制,也就是对电压和无功分区控制,设置好上限和下限,只有在超出上限下限的情况下,电压无功控制装置才会指挥变压器分接开关升降、电容器投切。 图中:Umax为电压统计上限值(过压);Umin为电
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