提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的幾種措施分析

1、提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的幾種措施分析 摘 要：隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和擴大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題也逐步得到重視。本文就提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的幾種措施進行了分析。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；靜態(tài)穩(wěn)定性；措施 穩(wěn)定性破壞是電網(wǎng)中最為嚴重的事故之一，大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞事故，往往引起大面積停電，給國民經(jīng)濟造成重大損失。因此，為了保證電力系統(tǒng)運行的安全性，在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計和運行過程中都需要穩(wěn)定性分析。當穩(wěn)定性不滿足規(guī)定要求，或者需要進一步提高系統(tǒng)的傳輸能力時，還需要研究和采取相應(yīng)的提高穩(wěn)定措施。本文就提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的幾種措施進行了以下分析。 1 發(fā)電機裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的研究表明，

2、發(fā)電機可能輸送的功率極限越高則靜態(tài)穩(wěn)定性越高。要增加功率極限，應(yīng)減少發(fā)電機與系統(tǒng)之間的聯(lián)系，即縮短“電氣距離”。而發(fā)電機如果裝設(shè)先進的調(diào)節(jié)器按運行參數(shù)的變化調(diào)節(jié)勵磁就有可能維持發(fā)電機端電壓為常數(shù)，其結(jié)果等值于將發(fā)電機的電抗減少為零，從而縮短了發(fā)電機與系統(tǒng)間的“電氣距離”，提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。此外，由于裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置價格低廉，效果顯著，幾乎所有發(fā)電機都裝設(shè)了自動調(diào)節(jié)勵磁裝置。 2 降低元件電抗 系統(tǒng)中的電抗有發(fā)電機的電抗，變壓器的電抗和線路的電抗。發(fā)電機裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，可起到減少發(fā)電機電抗的作用。變壓器的電抗在系統(tǒng)總電抗中所占的比重不大，在選用時可盡量選用電抗較小的變壓器即可。而線

3、路電抗在電力系統(tǒng)中所占的比例較大，特別是遠距離輸電線路所占比重更大，因此這里有實際意義的就是減少線路電抗。具體做法有以下幾種。 （1）采用分裂導線 系統(tǒng)中輸電線采用分裂導線主要目的是為了避免電暈引起的功率損耗和對無線通訊產(chǎn)生干擾，同時，分裂導線也可以減少線路電抗。例如，對于500KV的線路，采用單根導線時的電抗大約為0.42/km，而采用兩根、三根、四根分裂導線時的電抗分別為0.32/km、0.30/km、0.29/km。 （2）提高線路額定電壓等級 電壓的平方與功率極限成正比，因而提高線路額定電壓等級，可提高靜穩(wěn)定極限，從而提高靜態(tài)穩(wěn)定的水平。另一方面來，提高線路額定電壓等級也可以等值地看作

4、是減小線路電抗。 當然，提高線路額定電壓后，勢必要提高線路及設(shè)備的絕緣水平，加大鐵塔及帶電結(jié)構(gòu)的尺寸，這樣就使得系統(tǒng)的投資增加。因此，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離，應(yīng)有其對應(yīng)的經(jīng)濟上合理的額定電壓等級。 （3）采用串聯(lián)電容補償線路電抗 串聯(lián)電容補償是在線路上串聯(lián)電容以補償線路電抗。在較高等級的輸電線路上，串聯(lián)電容補償?shù)难a償度KC對系統(tǒng)的影響較大。一般來說補償度越大，系統(tǒng)中總的等值電抗越小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。但補償度太大時，在有些情況下對系統(tǒng)運行也會產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：KC過大時，可能使短路電流過大，短路電流還可能呈容性，某些繼電保護裝置可能會誤動作。 ?KC過大時，系統(tǒng)中的等

5、值電抗減小，阻尼功率系數(shù)D可能為負，則會使系統(tǒng)發(fā)生低頻的自發(fā)振蕩或“自勵磁“現(xiàn)象，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。?由于KC過大的補償后，發(fā)電機外部電路的線路感抗XL可能呈容性，同步發(fā)電機的電樞反應(yīng)可能起助磁作用，即同步發(fā)電機出現(xiàn)自勵磁現(xiàn)象，使發(fā)電機的電流、電壓迅速上升，直至發(fā)電機的磁路飽和為止。因此，采用串聯(lián)電容提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性其補償度一般為 KC<0.5為宜。 串聯(lián)電容器一般?用集中補償，若分散安裝則會給維護和檢修帶來困難。當線路兩側(cè)都有電源時，補償電容器一般設(shè)置在中間變電所內(nèi)；當只有一側(cè)有電源時，補償電容器一般設(shè)置在末端變電所內(nèi)以避免產(chǎn)生過大的短路電流。 3 改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，加強系

6、統(tǒng)聯(lián)系的方法有多種，例如可以通過增加輸電線路的回路數(shù)以減小線路電抗。另外可以將輸電線路與原有的電力系統(tǒng)連接，使長距離的輸電線路中間點的電壓得到維持，從而縮小“電氣距離”，提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。也可以加強線路兩端各自系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，從而減小系統(tǒng)等效電抗。 4 采用中間補償設(shè)備 在輸電線路中間接入配有先進自動勵磁調(diào)節(jié)器的中間調(diào)相機，則可以維持同期調(diào)相機端點電壓，甚至使高壓母線電壓恒定。這樣，就可以把輸電線路等值的分為兩段，縮小“電氣距離”從而使得系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性得到提高。 以上幾種提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定措施都是從直接或間接的減小電抗的角度出發(fā)來分析，在電力系統(tǒng)實際運行中也可以通過提高發(fā)電機的電動勢或提高電網(wǎng)的運行電壓來提高功率極限，或者采用柔性輸電技術(shù)來改善系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。 參考文獻 1 周春梅.論我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行J.科技資訊，2008，（1）. 2 劉滌塵.電氣工程基礎(chǔ)M.武漢：武漢理工大學出版社，2003：340-343 3 袁季修，孫光輝.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的現(xiàn)狀與進展J.電力系統(tǒng)自動化，1989，（4）. 4 黎俊. 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施研究J. 技術(shù)與市場.