電力系統(tǒng)分析12-1

1 華南理工大學(xué)電力學(xué)院張勇軍2007年3月 PART12 1 電力系統(tǒng)分析ElectricPowerSystemsAnalysis 2 第十二章電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡和電壓調(diào)整ReactivePowerBalanceandVoltageRegulation 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的措施 3 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 ReactivePowerBalanceofPowerSystems 4 電壓質(zhì)量的要求 供電電壓偏移VoltageDeviation電壓波動(dòng)和閃變VoltageFluctuation Flicker電網(wǎng)諧波Harmonics三相不對(duì)稱程度PhasesUnbalance 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 5 電壓偏移的不利影響 降低用電設(shè)備的效率和經(jīng)濟(jì)性高電壓會(huì)降低照明設(shè)備的壽命高電壓會(huì)加速設(shè)備絕緣的老化低電壓使異步電動(dòng)機(jī)發(fā)熱損壞 堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生次品 廢品 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 6 電壓和無(wú)功功率的關(guān)系 節(jié)點(diǎn)電壓大小決定無(wú)功功率分布與流動(dòng)無(wú)功功率的平衡決定系統(tǒng)的電壓水平 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 7 無(wú)功功率負(fù)荷 異步電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)消耗的無(wú)功功率 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 8 變壓器的無(wú)功損耗 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 9 輸電線路的無(wú)功損耗 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 CanbeLoadorPower 10 無(wú)功功率電源 發(fā)電機(jī)Generator同步調(diào)相機(jī)Condenser并聯(lián)電容器ShuntCapacitor靜止無(wú)功補(bǔ)償器StaticVarCompensator SVC靜止無(wú)功發(fā)生器StaticVarGenerator SVG 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 11 Generator 唯一的有功電源 又是最基本的無(wú)功電源有快速的無(wú)功出力調(diào)節(jié)能力通常發(fā)出感性無(wú)功進(jìn)相運(yùn)行可以吸收系統(tǒng)中多余的無(wú)功功率 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 12 Condenser 過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)向系統(tǒng)供給感性無(wú)功欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功能夠平滑改變輸出 或吸取 的無(wú)功功率運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜有功功率損耗較大響應(yīng)速度較慢 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 13 ShuntCapacitor 投資費(fèi)用較小運(yùn)行功率損耗小維護(hù)較方便調(diào)節(jié)性能比較差分組投切可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功率的不連續(xù)調(diào)節(jié) 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 14 StaticVarCompensator 能夠平滑地改變輸出 或吸收 無(wú)功功率運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單功率損耗較小響應(yīng)時(shí)間較短可以分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡的負(fù)荷變化 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 15 STATCOM 響應(yīng)速度更快運(yùn)行范圍更寬占地面積小優(yōu)良的可擴(kuò)展性諧波電流含量更少電壓較低時(shí)仍可向系統(tǒng)注入較大的無(wú)功電流 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 16 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 無(wú)功功率平衡 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 QGC QLD QL Qres 7 8 QLDmax 電源無(wú)功容量無(wú)功負(fù)荷 網(wǎng)絡(luò)無(wú)功損耗無(wú)功功率備用 最大無(wú)功負(fù)荷 全系統(tǒng)無(wú)功功率平衡分地區(qū)分電壓級(jí)無(wú)功功率平衡按無(wú)功功率就地平衡的原則進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償 17 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 例12 1 18 Solution 輸電系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算得到等值電路無(wú)補(bǔ)償?shù)墓β势胶庥?jì)算計(jì)算系統(tǒng)總功率需求 42 27 j37 62MVA發(fā)電機(jī)按額定功率因數(shù)運(yùn)行的輸出功率 42 27 j26 2MVA 無(wú)功缺額約11Mvar補(bǔ)償后的功率平衡計(jì)算補(bǔ)償10Mvar后發(fā)電機(jī)出力 41 89 j25 29MVA 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 19 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 補(bǔ)償量可以是其他值嗎 比如15Mvar或20Mvar 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 并聯(lián)電容器通常是安裝若干組并根據(jù)補(bǔ)償需求進(jìn)行投切的 通常每組容量可以是2 4 3 3 6 4 5 6 8 10Mvar等 20 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 無(wú)功功率平衡 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 QGC QLD QL 和電壓水平存在什么關(guān)系 電源無(wú)功出力無(wú)功負(fù)荷 網(wǎng)絡(luò)無(wú)功損耗 21 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 簡(jiǎn)單系統(tǒng)的分析 22 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 無(wú)功平衡和電壓水平的關(guān)系 Q V關(guān)系 負(fù)荷特性 Va 負(fù)荷增加 V a E增大后 23 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 Conclusion 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 系統(tǒng)的無(wú)功電源充足 運(yùn)行電壓水平高 反之 無(wú)功不足 運(yùn)行電壓水平就低 應(yīng)力求實(shí)現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無(wú)功平衡 無(wú)功功率不宜長(zhǎng)距離輸送 負(fù)荷所需的無(wú)功功率應(yīng)盡量做到就地供應(yīng) 實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率在額定電壓下的平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件 24 例12 2 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 已知V1 115kV維持不變 負(fù)荷有功PLD 40MW保持恒定 無(wú)功功率與電壓平方成正比 即QLD Q0 V2 110 2 試就Q0 20Mvar和Q0 30Mvar兩種情況按無(wú)功功率平衡的條件確定節(jié)點(diǎn)2電壓V2 25 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 Solution 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 線路送到節(jié)點(diǎn)2的無(wú)功功率 QLD Q0 V2 110 2 26 Q0 30Mvar時(shí)V2 103 7kV Q0 20Mvar時(shí)V2 107kV 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 由無(wú)功平衡確定電壓 27 12 2電壓調(diào)整的基本概念 BasicConceptofVoltageRegulation 28 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 35kV及以上供電電壓正 負(fù)偏移的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10 7 和 3 10kV及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的 7 220V單相供電電壓允許偏移為額定電壓的 7 和 10 允許電壓偏移 12 2電壓調(diào)整的基本概念 29 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 中樞點(diǎn) 12 2電壓調(diào)整的基本概念 Definition 系統(tǒng)主要的供電點(diǎn) 例如 區(qū)域性水 火電廠的高壓母線樞紐變電所的二次母線有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)電壓母線 30 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 2電壓調(diào)整的基本概念 目的 保證系統(tǒng)中各負(fù)荷點(diǎn)的電壓在允許的偏移范圍內(nèi) 手段 對(duì)中樞點(diǎn)的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整 電力系統(tǒng)調(diào)壓 僅靠控制中樞點(diǎn)的電壓能否保證所有負(fù)荷點(diǎn)的電壓偏移都在允許范圍內(nèi) 31 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 2電壓調(diào)整的基本概念 逆調(diào)壓 在大負(fù)荷時(shí)升高電壓 1 05UN 小負(fù)荷時(shí)降低電壓 UN 順調(diào)壓 大負(fù)荷時(shí)允許電壓稍低 1 025UN 小負(fù)荷時(shí)允許稍高 1 075UN 常調(diào)壓 保持為大約恒定的數(shù)值1 02 1 05UN 中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式 32 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 電壓調(diào)整的基本原理 12 2電壓調(diào)整的基本概念 33 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允