发布时间:2022-03-21 11:12:30
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的无功补偿技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:功率因数,并联移相电容,谐波,电网,力率调整金额,浪涌电流
0.引言:
并联移相电容提高功率因数在工厂中广泛使用,往往结合谐波治理,实现提高功率因数及电能质量,节能;保证力率调整金额为负数。实现电网安全,经济运行。
1.影响我厂功率因数,产生谐波主要因素及对策:
1.1 电力变压器对功率因数的影响:
电力变压器的变压过程是由电磁感应来完成,是由无功来建立和维持磁场进行能量转换的,变压器消耗无功的主要成分是空载无功,与负载大小无关,为提高变压器功率因数,应避免变压器空载运行或长期处理低负载运行状态。
1.2 异步电动机对功率因数的影响:
工厂内大部分动力负荷都是异步电动机,异步电动机转子和定子气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电机所耗用的无功同空载无功和一定负载下无功增加值两部分组成,因此提高异步电机功率因数应从两方面着手:
1.2.1儘量避免电机空载运行;
1.2.2提高负载率。
我们在选购异步电机时,既要注意其机械性能,又要考虑其电气指标,合理选择异步电机的型号、规格和容量,使其处理经济运行状态。还有要提高异步电机检修质量,因为异步电机定子绕组匝数变动和定子,转子间气隙变动时都会影响异步电机无功大小。
1.3直流调速电机对功率因数的影响及谐波治理:
橡胶行业大量使用密炼机,主要是直流调速电机,其负荷波动大,变化迅速,也是一个典型的谐波源,採用普通的接触器投切电容补偿柜,容易产生过被及欠补,补偿效果差,谐波污染严重,电容柜元件容易损坏,必须採用动态补偿装置,在密炼机出线处加装叁相叁线有源滤波器(德国IN-POWER产品),效果好。
2.提高功率因数及治理谐波的主要措施:
2.1 提高自然功率因数:
提高自然功率因数主要靠提高变压器,电动机负载率,优化负荷分配,对负荷比较低的变压器,一般採取“撤、换、并、停”等方法,使负载率达到最佳值;提动电动机检修质量,使功率因数达到最佳;
2.2并联移相电容器提高功率因数:
2.2.1补偿方式的选择:
根据电容柜安装位置,分为“低压集中补偿”和“低压就地补偿”两种电容补偿方案。
1)低压集中补偿:就是将电容补偿装设在低压配电房的低压母线上,这种补偿方式可以补偿母线前的电力变压器和厂内高压配电线及前面电力系统无功,补偿范围大,安装在低压配电房内,运行维护方便。
2)低压就地补偿:又称个别补偿,将电容柜安装在大型用电设备附近,这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高、低压线路和主变压器的无功,它的补偿范围最大,效果也较好,但设备投资大,补偿柜随同用电设备工作,利用率较低。免费论文参考网。
根据我厂实际情况,我们选择低压集中补偿和低压就地补偿相结合的电容补偿方式,在低压配电房集中装设电容柜,重点消耗无功机台就地补偿。
2.2.2补偿容量的确定:
对於低压配电房,安装的容性无功量应等於母线上负载按提高功率因数所需补偿的容性无功和变压器所需补偿的容性无功之和:
1)负载所需的容性无功(Kvar千乏)按下式计算:
QC1=P(tanφ1- tanφ2)
QC1→负载所需补偿的容性无功(Kvar)
P→平均有功(KW)
φ1→补偿前的功率因数角
φ2→补偿后的功率因数角
2)变压器所需补偿的容性无功按下式计算:
QC2=(UK%/100+I0%/100)Se
QC2→变压器所需补偿的容性无功(Kvar)
UK%→变压器阻抗电压百分数
I0%→变压器阻抗电流百分数
Se→变压器额定容量(KVA)
3.谐波治理方案:
根据实测数据,低压配电房配电系统主要以5次谐波为主,採用在电容补偿柜中加装电抗係数为5.5%的电抗器串联电容器组成无源滤波器治理谐波。在主谐波源密炼机出线处加装叁相叁线有源滤波器,来治理谐波。有源滤波器为德国原装进口IN-POWER产品,谐波抑制与消除效果达98%以上。免费论文参考网。
4.电容补偿设备的选择:
选择电容补偿设备,应充分考虑安全性、可靠性、实用性,从工程实际出发,实现最优化。免费论文参考网。
4.1採用微电脑控制,循环投切电容器,延长电容使用寿命;
4.2移相电容器的选择:
我厂选用BSMJ0.45-20-3型自愈式移相电容器。该电容器额定工作电压450V,容量20Kvar,叁相叁角形接法,具有自放电功能,可承受工频1.1倍额定电压,和1.3倍额定电流。
电容容量的确定要考虑以下因素:开关,接触器容量,补偿梯度大小对电气设备影响及维修成本,以及工厂实际使用经验数据,我厂大都採用20 Kvar电容,补偿梯度较合理,设备费效较高。
4.3接触器的选择:
电容器接通时产生瞬态充电过程,出现狠大合闸涌流,因此投切电容器应用选用专用的接触器,如ABB公司的B25C,B275C系列,使合闸涌流抑制20倍额定电流之下,接触器及开关应按电容器1.5倍额定电流选型。如果电网电压波动大,可考虑接触器线圈由专用稳压器供电,防止接触器吸合不良,出现抖动,影响接触器工作寿命。
5.实施效果
通过对全实施综合电容补偿,使公司功率因数提高到0.95以上,上交供电局的力率调整金额每月由原来的加2000元以上,转为每月减1500元以上,效果明显,通过治理谐波降低了电子设备维修率,节省了电容柜检修,维护成本,改善了电能质量,减轻了电机发热和设备机械损耗,间接经济效益也十分可观。
6.结束语
本文根据橡胶行业的特点,从我厂实际出发,介绍了影响我厂功率因数的主要因素,并提出了相应解决办法,提供了一种行之有效的谐波治理方案。希望能对广大橡胶行业的工程技术人员有所帮助。
【参考文献】
[1] 靳龙章,丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社. 2004
[2] 谢运祥.谐波与无功补偿技术现状[J].华南理工大学电力学院.
[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态,降低电能损失,与电网稳定工作、设备安全运行、工安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低电能的损耗,改善电网电压质量。
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配
置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。
一、低压配电网无功补偿的方法
随机补偿:随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。
随器补偿:随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿:跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。
二、无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论,即单负荷就地补偿容量的选择(主要指电动机)和多负荷补偿容量的选择(指集中和局部分组补偿)。
(一)单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
1.美国:Qc=(1/3)Pe
2.日本:Qc=(1/4~1/2)Pe
3.瑞典:Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )
若电动机带额定负载运行,即负载率β=1,则:Qo
根据电机学知识可知,对于Io/Ie较低的电动机(少极、大功率电动机),在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高,即两者相差较大,在考虑导线较长,无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下,此式来选取是合理的。
4.按电动机额定数据计算:
Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)
K为与电动机极数有关的一个系数
极数:2468 10
K值: 0.70.750.80.850.9
考虑负载率及极对数等因素,按式(4)选取的补偿容量,在任何负载情况下都不会出现过补偿,而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用,特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下,其补偿效果较差。
(二)多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
1.对已生产企业欲提高功率因数,其补偿容量Qc按下式选择:
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中:Km为最大负荷月时有功功率消耗量,由有功电能表读得;Kj为补偿容量计算系数,可取0.8~0.9;Tm为企业的月工作小时数;tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切,tgφ1=Q1/P,tgφ2= Q2/P;tgφ(UI)可由有功和无功电能表读数求得。
2.对处于设计阶段的企业,无功补偿容量Qc按下式选择:
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn为年平均有功负荷系数,一般取0.7~0.75;Pn为企业有功功率之和;tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单,运行可靠、利用率较高。
三、无功补偿的效益
在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。
(一)节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的,因为国家电价制度中,从合理利用有限电能出发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用,而且减少了运行后的基本电费。
(二)降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变,P= IUCOSφ,由于COSφ提高,补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便,可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损 P减少的百分数为:
ΔP%= (1-I2/I1)×100%=(1- COSφ1/ COSφ2)× 100%
当功率因数从0.70~0.85提高到0.95时,由上式可求得有功损耗将降低20%~45%。
(三)改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例,假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为:
U=(PR+QX)/Ue×10-3(KV) 两部分损失:PR/ Ue输送有功负荷P产生的;QX/Ue输送无功负荷Q产生的;
配电线路:X=(2~4)R,U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器:X=(5~10)R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。
可以看出,若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定,有利于大电动机的起动。
(四)三相异步电动机通过就地补偿后,由于电流的下降,功率因数的提高,从而增加了变压器的容量,计算公式如下:
S=P/ COSφ1×[( COSφ2/ COSφ1)-1]
如一台额定功率为155KW水泵的电机,补前功率因数为0.857,补偿后功率因数为0.967,根据上面公式计算其增容量为:(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24KVA
四、结束语
在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化,是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中,要具体问题具体分析,使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献
关键词:功率因数、无功功率、损失、补偿装置
0引言 焦煤自供电网在2002年将东西部联网并通过冯营电厂的韩营东线、韩营西线与国网并网。联网后自网功率因数低长期存在倒吸国网无功功率现象。目前集团公司各矿所用的用电设备绝大多数都是基于电磁感应原理而工作的变压器、电动机、冶炼炉等,这些设备除消耗必要的有功功率外,还必须要消耗或占用相当大的无功功率。资料显示,循环在工矿企业电网中的无功功率,一般达到相当于有功功率值的65%――110%,工矿企业6――10kv母线功率因数仅有0.65---0.84,无功功率环流所造成的损耗是极为可观的。因此提高功率因数,降低网损势在必行。
1、现场数据分析
1.1天官区变电站、九里山变电站现场实际情况如下:
1.1.1天官区变电站35kv变压器一台运行、另一台备用。加装无功补偿装置前功率因数0.85。九里山变电站35kv变压器一台运行、另一台备用。加装无功补偿装置前功率因数0.72.
1.2无功补偿技术能够借助于无功补偿设备为用电系统设备提高一定的无功功率,以提高用电设备乃至整个系统的功率因数,改善供电质量,提高供电效率,减少电费开支,降低生产成本,从而提高企业的经济效益。例:将1000kvA变压器的功率因数从0.8提高到0.98时:
补偿前:1000×0.8=800kw;补偿后:1000×0.98=980kw。同样一台1000kvA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180kw的负荷。天官区变电站、九里山变电站是集团公司整个自供电网架通东西联网的110kv枢纽变电站。天官区变电站、九里山变电站功率因数低,那么整个自供电网功率因数也低,严重影响矿井安全。鉴于此,对天官区、九里山变电站展开研究以提高自网功率因数。详见图1。
1.3九里山变电站分析 : 演九二线路功率因数0.85,演马升压站侧演九二线路功率因数0.91,但演东线功率因数0.98,故,九里山变电站需要加装功率补偿装置。九里山变电站6kv母线侧功率因数应由0.68补偿到0.95,实际有功功率为3000kw。(演九Ⅰ线路不考虑补偿原因是九九线路功率因数0.95;九罗线路不考虑补偿。)因此,九里山变电站6kv母线侧无功补偿为Qc=3000(tgp1-tgp2)=3000(1.078-0.329)=2247kva。九里山变电站加装TSC+HVC动态无功功率补偿装置一套;(其中:TSC600kvar,HVC3000kvar);补偿前功率因数0.68,补偿后功率因数达到0.97。详见图2
1.4天官区变电站分析:天官区变电站6kv母线功率因数由0.85补偿至0.95,实际有功功率为2000kw。则:天官区变电站6kv侧补偿为:Qc=2000(tgp1-tgp2) =2000(0.484-0.329)=310kvar。因此,天官区变电站加装DWZB-2000电压型无功自动补偿成套装置;该装置的原理是根据电容器无功功率输出与电容量、频率、电压参量的关系,即Q=2πfcu通过调节电容器的端电压来调节其无功功率输出,满足系统无功功率的需要。达到稳定电压提高功率因数。容量为1500kvar;加装无功功率补偿装置后功率因数达到0.99。详见图3
2提高功率因数的优点
2.1通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。
2.2减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。
2.3在补偿的同时可以动态抑制系统谐波,改善电压畸变率.
2.4可以提高电气设备效率,增加变压器带载容量。举例说明:天官区变电站:将5000KVA变压器的功率因数从0.85提高到0.99时:补偿前:5000×0.85=4250KW;补偿后:5000×0.99=4950Kw。功率因数改变后,它就可以多承担7000KW的负载。九里山变电站将10000KVA变压器之功率因数从0.72提高到0.98时:补偿前:10000×0.72=7200KW;补偿后:10000×0.98=9800KW。功率因数改变后,它就可以多承担2600KW的负载。
2.5减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数的提高,减少了电费的支出。
2.6改善电能质量:电力系统向用户供电的电压,是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。当线路输送一定数量的有功功率,若输送的无功功率越多,线路的电压损失越大。即送至用户端的电压就越低。当用户功率因数提高以后,它向电力系统吸取的无功功率就要减少,因此电压损失也要减少,从而改善了用户的电压质量。
3结论
关键词 农电低压;无功控制;自动补偿;400V以下;功能设计
中图分类号TM727 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)55-0058-02
0 引言
电压质量作为衡量电能质量的一个指标,受到供电企业和电力用户的极大关注和重视,一方面供电企业为了电网的安全、可靠和经济运行,需要保证电网的电压质量,另一方面电力用户也需要供电企业提供符合电压质量标准的电力供应,以满足生产和生活的需要。农网的电压无功管理工作直接影响着供应电能电压的高低,同时影响电能损耗。如能在400kV低压用户侧实现就地自动补偿电容器来补偿无功,可以减少变电站的无功输送容量,不但改善电压,也可以大大降低线路损耗。
1 应用背景
1.1 低压无功补偿器应用现状
我们首先在河南省市场和各地、县电业局进行考察,发现省内虽然有电网低压无功功率自动补偿器的生产厂家和使用单位,但它们一般具有共补功能而不具备分补共补混合功能,据用户反映,大部分设备的自动控制部分故障率较高,并且效果都不甚理想。根据对上海、南京、烟台、西安等地的电力部门进行考察,我们发现生产情况和使用情况均大体一样。
1.2 效益分析
低压无功控制自动补偿装置对低压用户可以降低生产用电成本,大大减少用户电费支出 :
可以避免因功率因数低于规定值而受罚。 用户无功负荷当低于一定值时,会严重影响电网的正常运行,需缴纳无功贴费。当使用该装置补偿无功后,功率因数提高,用户不必缴纳无功贴费,为用户减少费用支出。
可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,减少电费的支出。
2 研究方向
通过多方考察和论证后,我们确立电网低压无功功率自动补偿研制方向,就是高度自动化、高可靠性、操作简便。
其次,我们拟定了产品开发研制所要达到的目标要求。电网低压无功功率自动补偿器的研制基于以下目的要求:
1)用于380V、50Hz三相电力系统中,根据电网电压以及功率因数自动控制补偿电容器;
2)抗严重的谐波干扰,不会出现控制电压误判并引起误动作;
3)1min内,对同一电容发出相反指令时,停止控制;
4)电网出现某相电压过压、欠压或缺相运行时,能快速切除补偿电容器和实现其他保护;
5)电路故障保护电路保证电子电路本身损坏后切除所有的电容器;
6)故障消失后,控制器可自动复归;
7)有动态自检功能,微机内部控制参数出错可闭锁控制;
8)调试功能可现场观测所有外部接入信号和输出接点;
9)有RS-232通信接口,可传送遥测、遥控、遥信量;
10)所有设置或修改后的控制参数永久保存,不受停电的影响;
11)显示日期、时间。内部的电子钟可在断电十年内保持准确。各种统计数据不受停电影响;
12)产品应具备液晶显示器、中文界面,便于人员查看信息;
13)产品能够实现自动控制、手动控制、循环测试等功能;
14)产品应具备高度的可靠性,不会出现控制电压误判或引起误动作。
研究方向和目标确定之后,我们开始进入产品的开发研制阶段。
3 功能设计
3.1 硬件设备的选择
目前,市场上的电子元器件、电源、电容器等产品很多,着重选择国内外名牌产品,同时进行抗干扰、抗震动、功率消耗等多项测试、比较,应选定质量较高的名牌硬件设备。
3.2 模块设计
无功补偿控制器主要实现对无功补偿电容的自动控制。要实现该项功能,该装置需具备以下功能模块。
测量信号变换模块:实现将三相电压电流信号转化为可供装置采集的电压变化信号。
通道选择及S/D转化电路:实现中央处理器分时采集每一相上的电压电流信号并将模拟信号转换为数字信号传送给中央处理器进行处理。
输出控制及驱动隔离电路:实现中央处理器对电容开关的控制。
显示及键盘电路:实现人机交互操作,便于对各种参数进行设置及各种数据查询。
中央处理器及最小电路:包括CPU、程序存储器、数据存储器、地址锁存器、解码电路、时钟电路等。这一部分实现对整个装置进行控制,是系统的核心部分。
通讯电路:可以实现实时数据检测和统计数据采集。
3.3 设计原理
3.4 设备操作需求分析
设备针对农网低压用户,设计应操作简便,实现全中文显示,易于理解。测量数据、电容投切状态完全显示,使操作人员可以方便地了解电网的运行状态。
有多种参数可以设置,以适应用户对无功补偿箱的不同需求;所设置的参数有密码保护,可以防止非操作人员意外修改参数。在控制方法上,通过考察电网的功率因数、电压、无功功率等各种因素的综合影响来确定对电容的投切操作,从而有效地避免了某一参数单独变化而引起控制器的误操作;在测量方面采取对电网数据直接测量集中处理的方法,减少硬件电路中对测量信号的过多变换,以减少员器件参数对测量结果的影响。控制器中设有数字补偿增益,用于在安装现场方便地校准测量偏差而无须开机调节参数。
控制器控制出口,应可方便地设置为S相、G相、C相、共补或无效。出口控制容量范围在1-100KvSr之间任意调节,这样可以灵活地满足用户的各种需求。
该控制器设计可对电网运行质量的时间数据进行统计并预留无线Modem接口,装配无线数传模块后可以拓展手抄器对统计数据进行抄录的功能。
4 研发流程设计
开发计划流程
制出PCG板调试液晶显示器,编制显示部分程序调试并定型模拟电路部分调试其他器件并编制相应程序程序界面部分与控制计算部分连接制定成品PCG板确定整体结构整机调试
5 结论
随着科学技术日新月异的发展和社会生活的需要,我们必须加强无功控制自动补偿设备的开发、改进和换代产品的研制开发工作,应用新技术,不断提高设备质量,从硬件上为农电低压400V以下低压管理水平的提高提供支撑。
参考文献
[1]中国南方电网有限责任公司.南方电网公司低压无功补偿装置技术规范,2010.
关键词:电网 节能 管理
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
从降损节能的角度考虑电网布局,关键是合理选择供电半径和控制最长电气距离,供电半径应根据负荷分布并按电压降进行选择,以损耗校核。降损节能是衡量和考核电力行业生产技术和经营管理水平的一项综合性经济技术指标,线损由技术线损和管理线损组成。在电网中,只要有电流流进,就要消耗电能。电能在电力网输、变、送、配电过程中产生的电量损耗称技术线损。管理线损是指由于电力管理部门和有关人员管理不够严格,出现漏洞,造成用户窃电或违章用电,电网元件漏电,电能计量装置误差以及抄表人员错抄、漏抄等引起的电能损失;这种损失既没有规律性,又不易测算,所以又称为不明损失。降损节能是有效提高电力企业经济效益的重要途径之一。如何降低线损,从两个方面进行讨论:
技术措施
改善电力网络的布局和结构:一个结构布局合理的电网,对客户能够提供合格的电能,对电力企业本身能够长期以低损、高效的供电方式,实现较高的经济效益。
(1)电源应设在负荷中心,线路由电源向四周辐射。10kv线路供电半径应不大于15km,0.4kv线路供电半径应不大于0.5km。
(2)缩短供电半径,避免近电远供和迂回供电。
(3)合理选择导线截面积。增加导线截面会降低导线电阻,减少电能损耗和线路压降。导线截面积与电能损耗成反比关系,但增加导线截面积会增加投资,在增加导线截面积时,要综合考虑投入与降损的关系。(二)合理配置变压器:对于长期处于轻载运行状态的变压器,应更换小容量变压器;对于长期处于满载、超载运行的变压器,应更换容量较大的变压器。变压器容量的选择,一般负荷在65%~75%时效益最高。配电变压器应尽量安装于负荷中心,且其供电半径最大不超过500米。农村用电有其自身的特点,受季节和时间性的影响,用电负荷波动大,有条件的地方可采用子母变供电,在负荷大时进行并联运行,一般负荷可采用小容量变压器供电,负荷较大时可用大容量变压器供电。无条件的地方一般要考虑用电设备同时率,可按可能出现的高峰负荷总千瓦数的1.25倍选用变压器;转贴于 中国论文下载中心
(三)改善供电电压水平:“改善电压水平”就是根据负荷情况使运行电压始终处在一个经济合理的水平上。正确的做法是使用电设备电压水平控制在额定值允许的偏移范围内。在忙季、高峰负荷和可变损占线损比重大时适当提高电压使其接近上限运行;在闲季、低谷负荷和固定损占线损比重大时可适当降低电压使其接近下限运行。可以通过无功补偿或在变电所调节变压器分接头等手段来实现这一目标。 (四)合理配置电力网络的无功补偿:在有功负荷不变的条件下,提高负荷的功率因数,可减少负荷的无功功率在线路和变压器中引起的有功损耗。减少无功功率的输送不仅对提高农电网络的电能质量有好处,而且对降低线损有着重要的现实意义。提高功率因数,首要的办法是合理调整负荷和设备容量,使用电设备在最佳负载率下运行,以提高线路的自然功率因数,其次针对农电网络功率因数较低的特点,开展家电网络无功补偿工作十分必要。10kV线路一般,可采取分散补偿和集中补偿相结合的技术措施以便获得经济技术的最佳综合效果。当电容器组装于变电所的10kV母线上时,仅能减少35kV级线损,而当电容器组装于变电所的10kV线路上时,则可以同时减少35kV和10kV两级线损。为了提高无功补偿的经济效益,电容器组应尽可能地装在配电线路上是合理的,但在变电所10kV母线集中装设部分电容器组亦是必需的,只有采取分散补偿与集中补偿相结合的补偿方式,才能获得最佳综合效果。
(五)加强对电力线路的维护和提高检修质量;定期进行线路巡查,及时发现、处理线路泄漏和接头过热事故,可以减少因接头电阻过大而引起的损失。对电力线路沿线的树木应经常剪枝伐树,还应定期清扫变压器、断路器及绝缘瓷件。
二、管理措施
(一)经常进行用电普查:用电普查以营业普查为重点,查偷漏、查电度表接线和准确度以及查私增用电容量。对大用户户口表,配备和改进用专用计量箱,合理匹配电流互感器变比,设二次压降补偿器和断相监视装置,提高计量准确度。增强检查力度,利用举报、频繁性突击检查等各种方式来杜绝违章用电。 (二)加强线损管理:建立健全线损管理工作的目标管理制度,将线损指标分解到线路、配电变压器台区和管理人员,严格考核,奖惩兑现,用经济手段来保证降损工作的落实。建立线损分析例会制度,定期开展理论线损的计算工作,以便找出线损管理工作中存在的问题。 (三)开展线损理论计算,明确降损方向。根据现有电网结线方式及负荷水平,对各元件的电能损耗进行计算,以便为电网改造和考核线损是否合理提供依据。不断收集整理线损理论计算资料,经常分析线损变化情况及原因,为制定降损方案和年、季度线损计划指标提供数据。 (四)提高农网售电准确性:严格抄、核、收制度,加强对抄表员、检定员、用电监查员的管理,防止错抄、漏抄、少抄、估抄等现象的发生,对用电量大的用户要求在每月最后一天的24点、变电所与用户端同时抄录用电量,对其它一般用户分别在逐月的固定日期进行抄录。
(五)加强对计量工作的管理,确保计量装置的准确性,要按规定定期校验和轮换电能表,以减少计量损失。
加强计量装置的配置管理,根据客户的设备容量、负荷性质和变化情况,使计量装置在较高的负载率下运行,提高计量的准确性。对农村生活用电的计量,应采用户外集中计量的方式,把若干户的电能表集中在计量箱内这样便于管理和防止窃电。
固定专人安装电能表。电能表的安装人员应经过岗前培训,熟悉各种接线方法和安装质量要求。
关键词:电力系统,电压崩溃,无功控制,静止无功发生器
电力系统是一个非线性动态系统,电压稳定是电力系统稳定的一个方面。无功供给不足将导致电压失稳。
一、电压稳定及电压崩溃的定义
所谓电力系统电压稳定性是指电力系统各母线电压在正常和受扰动后的动态过程中被控制在额定电压的允许偏差范围内的能力。在电力系统中,人们把因扰动、负荷增大或系统变更后造成大面积、大幅度电压持续下降,并且运行人员和自动系统的控制无法终止这种电压衰落的情况称之为电压崩溃。这种电压的衰落可能只需几秒钟,也可能长达10~20min,甚至更长,电压崩溃是电压失稳的最明显的特征,它会导致系统瓦解。而所谓的电压安全性是指在出现任何适当而又可信的预想事故或有害的系统变更后,系统维持电压稳定的能力。综观国内外的电网电压崩溃事故的发生和发展过程,从根本原因看,电压失稳归因于系统不能满足无功功率需求的增加。典型的电压崩溃过程可以描述为:在电力系统发生扰动后,因为发电机励磁系统的强励和负荷需求的减少,系统能够保持电压稳定之后,有载调压变压器OLTC 的连续调节使负荷电压和功率得到恢复,同时OLTC原电压下降,电流上升,导致发电机无功功率越限,发电机无功功率越限的连锁反应使得负荷电压急剧下降,这又使得补偿电容器输出的无功减少,以及电动机发生堵转而吸收更多的无功,从而引起附近的电动机堵转以及电容器端电压的进一步下降,如此恶性循环最终导致了电压急剧下降,出现电压崩溃。
二、防止电压崩溃的系统设计
(1)合理选取补偿设备的大小、额定值和补偿地点;
(2)电网电压和发电机无功输出的综合控制,在正常运行中要备有一定的可以瞬时自动调出的无功功率备用容量;
(3)保护控制设备和电力系统的要求之间协调;
(4)正确使用有载调压变压器;
(5)完善低电压自动联切负荷设备;
(6)运行中保证系统的电压稳定裕度;
其中:合理选取补偿设备的大小、额定值和补偿地点和补偿方法,电网电压和发电机无功输出的综合控制,安装足够容量的无功补偿设备,这是做好电压调整,防止电压崩溃的基础。随时校正正常负荷变化引起的电压变化,需要一定的调节手段,而为了满足事故紧急控制的需要,所要求的无功补偿容量还必须能快速投入使用。在正常运行中要备有一定的可以瞬时自动调出的无功备有容量。不同的无功补偿设备有不同的调节性能要求和不同的用途,如在由受端系统端的短路电流水平很低的电网中,枢纽变电所中装设静止补偿器(SVC)往往不能起到预期的作用,在系统故障后的动态摆动过程中,支持受端系统侧电压的作用。随着电力电子技术的发展,FACTS 技术在电力系统中的应用越来越广泛,其中新型静止无功发生器ASVG,具有响应速度快,可以在从感性到容性的整个范围中进行连续的无功调节,特别是在欠压条件下仍可有效地发出无功功率,在系统对称运行条件下所需储能电容容量较小,从而可以减小装置体积等优点,得到了电力工业界越来越大的关注。发电机励磁调节器的负荷补偿可调节其高压侧或通过升压变压器的一部分无功。在很多情况下,缩短了恒定电压点同负载的电气距离,有利于提高电压稳定性。另外,励磁控制的二级控制也可用于调节电网局部电压。提高电压安全性的紧急无功补偿电源的最优配置地点的选择,对于事故紧急无功补偿控制效果影响很大,根据电压崩溃的机理,将电网的电压弱节点作为紧急无功补偿电源的配置点是比较直接的方法,在无功电源规划中应用的也较多。当然也有其它选择配置地点的方法,例如将先导节点的概念应用到电力系统无功配置的规划研究中,选择目标为保证系统受扰动后所有负荷节点的电压偏移最小,并给出了易于实现的先导节点选择算法。电力系统电压调整器(PSVR)的应用将明显提高系统的电压稳定性。
三、典型事例分析
2006 年某炼化公司电站2# 发电机由于主气门不正常关闭无法正常恢复,被迫紧急停车。8 分钟后1# 发电机也因低电压跳闸。造成两台发电机全部跳闸的严重后果。这是一起典型的电力系统无功不足的电压崩溃事故。电气微机保护装置内记录如下:
1.1# 发电机7UM622(见表一)
表1 分析说明:
(1)1# 发电机跳车时发电机发出69.44MW 有功功率,从系统吸收59.74MVAR 无功功率。
(2)1# 发电机端口电压下降至4.23kV(约为正常时的67%,保护定值为75%、35;65V、0.55跳闸)
(3)4、5、6 项保护动作情况说明此时1# 发电机端口系统发生了系统振荡,电流、电压波动较大。
2.1# 发电机7UM622 保护内波形图
从波形分析,保护装置录波启动后600ms 时电压己下降至4.72kV(75%左右),1100ms 时下降至4.41kV(70%左右),说明系统电压波动明显。
四、系统电压波动原因分析
(1)说明在2# 发电机停车后,电站系统无功功率大量不足,从外系统吸收大量无功功率。
(2)2# 发电机停机时还发有37.29MVAR 无功功率,瞬时的停机对系统造成较大波动,引起1# 发电机端口出现系统振荡、波动。
(3)1# 发电机在2# 机停机后,有功功率出现波动,从数据显示最大值达69.44MW,此时1# 机受总视在功率75MVA 限制,无功无法达到最大出力,限制了1# 发电机励磁系统的强励倍数,所以从1#发电机功率曲线分析,1# 发电机无功功率有明显上扬(均达10MVAR),但上升后明显无法维持稳定运行。
(4)所以说明在2# 发电机停机后电站系统出现无功功率严重不足,电压明显下降,此时1# 发电机强励动作,但受总能力所限,无法维持发电机端口电压在正常水平,引起发电机低电压保护动作跳闸。
五、解决方案
在电站一台发电机跳车情况下,总变两台主变压器电流最大均达到150A(额定电流为316A),基本达到半负荷运行。有载调压机构自动闭锁,无法通过变压器分接头优化控制达到调整电压的目的。由于公司备用无功均采用手动操作的水平,在事故状态下,无法及时调整。由此,采用了新型静止无功发生器(ASVG)和电力系统电压调整器(PSVR)的无功/ 电压控制策略,作为提高系统可靠性的改进方案。
参考文献:
[1]卢强,孙元章.电力系统非线性控制[J].北京科学出版社,
1993.
[2]王志芳.二级电压控制的研究.[D].北京:清华大学,1998.
[3]李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用[M].中国电力
【摘 要】针对大型变电站以及厂矿企业配电网等在滤除谐波的同时进行无功功率补偿的工程要求,开发应用大功率混合有源滤波器进行谐波治理,动态地补偿无功和谐波抑制以提高电能质量成为配电网谐波治理方面研究的重要课题。
【关键词】谐波;检测;混合型滤波器;有源滤波器;无源滤波器
1、前言:随着工业技术的发展,电力系统中非线性负荷大量增加,相应的各种非线性和时变性电子装置得以广泛应用,带来了配电网中电流和电压波形的严重失真,从而取代了传统的变压器等铁磁材料的非线性引起的谐波,成为最主要的谐波源,其负面效应是电能质量的下降,同时严重影响着供、用电设备的安全经济运行,使供电和用电企业造成了巨大的经济损失,应用现代技术对谐波进行经济、有效地补偿是目前急待解决的重要问题之一。消除谐波的方法是加装滤波装置,而有源电力滤波器由于具有高度可控性和快速响应性,能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,因而受到广泛的重视,成为目前国内外供电系统谐波抑制研究的热点,有源电力滤波器作为抑制电网谐波、补偿供电系统无功功率的新型电力电子装置得到快速发展,其中并联型有源电力滤波器的使用最为广泛。本课题通过开发应用大功率混合有源滤波器在大型铝型材厂的配电网谐波治理中的应用,动态的补偿无功和谐波抑制来提高电能质量。
2、本论文研究的主要内容:鉴于有源电力滤波器在电网谐波抑制中如此重要的地位,人们对有源电力滤波器的研究也越来越深入,新的研究方法和研究理论不断涌现。本论文针对配电网中谐波源的特征,构建了一种基于电压检测的混合型有源电力滤波器。该混合方案既可以使无源滤波器的滤波效果更为显著,又能极大地节省有源部分的容量。
3、谐波治理方法介绍:目前谐波治理的基本方法有以下三种:(1)减小非线性用电设备与电源间的电气距离。通过减少系统阻抗来提高供电电压等级。(2)隔离谐波。非线性用电设备产生的谐波,不仅直接影响到本级电网,而且经过变压器的传变影响到上级电网。如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网,这也是谐波治理的一个基本思路。这一思路在电网中广泛采用,发电机发出的电能经过Y/、Y0/、Y0/Y等接线组别的变压器,把发电机产生的三次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来,因此在110kV以上高压电网上,三次谐波分量很小,几乎是零。35kV也有少量Y/Y0接线的直配变,因此在35kV系统中三次谐波分量会比高压电网大。(3)安装滤波器。目前对配电侧和用户侧谐波治理的方法,大多采用安装滤波器来减少谐波分量。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类。有源滤波器的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比较,差额部分由有源滤波器进行补偿,这是谐波治理的发展方向。现阶段由于功率电子元件容量做不大、电压做不高,而且成本很高,因此在现阶段不可能大量推广应用。无源滤波器是通过L、C串联或并联,使其在某次谐波产生谐振,当发生串联谐振时,使滤波器两端该次谐波的电压很小,几乎接近零,这类滤波器往往接在变压器的二次侧出口处,从而使变压器的一次侧该次谐波的分量也很小,达到对该次谐波治理的目的。
4、混合型电力滤波器的选择
混合型主要指电力有源滤波器与交流无源滤波器的各种组合, 根据混合的方式不同可分为串-并型混合和并-并型这两种混合型是基于经济上的考虑, 其目的是综合两种滤波器的优点, 让无源LC 滤波器承担基波无功和低次谐波的静态功率, APF 主要用来补偿基波无功和低此谐波的动态功率以及高次谐波,这样可大大降低APF 的容量, 从而降低了整套滤波装置的成本, 达到治理效果与经济的统一。
4.1连接方式
混合型电力滤波器视其中有源滤波器和无源滤波器的连接方式及其与电网的连接方式不同而具有多种拓扑方式。常见的主要有:有源电力滤波器和无源电力滤波器同时与电网并联方式、有源电力滤波器和无源电力滤波器串联后再与电网并联方式、有源电力滤波器与电网串联而无源电力滤波器与电网串联方式等。
4.2电路结构
第一种方式中有源电力滤波器与无源电力滤波器之间存在谐波通道,故影响了整体的滤波特性;第三种方式则适用于直流侧并联大电容时的负载;考虑到晶闸管直流调速系统属于直流侧串联大电感带反电动势的谐波源负载,故此处宜采用第二种方式,即有源电力滤波器与无缘电力滤波器串联后再与电网并联的方式。由此构成的混合型有源电力滤波器电路如图示。
4.3滤波原理
混合型有源电力滤波器的检测控制部分硬件主要由以下几部分组成:(1)电流电压采样电路;(2)带通滤波器;(3)过零比较中断发生部分;(4)DSP计算控制器。将由电流电压采样电路采集得到的信号输入带通滤波器以滤除检测电流电压时出现的噪声和畸变。带通滤波器的中心频率设置在50Hz,它是AF系统在公共连接点处存在电压扰动(畸变、开关纹波和频率漂移等)时仍能正常工作所必需的。带通滤波器的输出分为两路,一路经A/D转换后送入数字信号处理器DSP进行FFT分析,然后存储到一片公用的RAM中,再分析计算控制对象的谐波和无功情况并产生控制信号;另一路则送入过零比较中断发生电路,该电路用来每间隔60°产生一个中断信号。因此,在公共连接点电压的一个周期内将有六个间隔60°的一个脉冲序列从该电路输入到DSP系统作为中断信号。每来一个中断,公共连接点处的电压电流就被检测一次,这样就满足了控制系统实时性的要求。DSP(采用内含PWM产生电路的TMS320F2812)的输出控制TSF和APF的动作。
5、总结:混合型有源电力滤波器由无源滤波器和有源滤波器通过不同的连接方式构成。根据配电网谐波源特征,我们选择了适用的混合型电力滤波器拓扑方式,而针对其中的有源滤波器部分设计了基于电压检测的谐波电流获取方法,并由此构造了电路模型。经仿真实验分析,我们证明该方案具有优良的谐波抑制特性,该设计思路和方法是正确可行的。
参考文献
[1] 王兆安,杨君,刘进军. 谐波抑制和无功功率补偿. 北京:机械工业出版社,1998.
关键词:输电能力;无功功率优化;稳定性与控制;保护与控制
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.139
0 引言
特高压交流输电具有输送容量大、距离远、损耗低、占地省等显著优势,随着大容量输电需求的增加,发电技术和输电技术日新月异,作为资源节约型和环境友好型的先进输电技术,发展特高压也成为电力工业发展的必由之路。世界上很多国家的电网公司都进行了特高压工程和技术的研究,如美国的美国电力公司、美国邦纳维尔电力局、日本东京电力公司、前苏联、意大利和巴西等国的电力公司分别建设了开展了特高压工程、技术和设备方面的研究[1]。中国能源资源和负荷需求的逆向分布及能源结构的战略性调整,决定了中国未来的输电网架结构必须在送、受端系统以及1000-3000km的输电系统上有根本性的突破[2]。国家电网正在推进“一特四大”发展战略建设由特高压交流系统和直流构成的大规模特高压电网,以期解决电源与负荷中心之间大规模、远距离、大容量的电力输送难题,实现资源优化配置[3]。特高压电网结构复杂,加之特高压工程建设和电源核准中存在的不确定性,一些薄弱环节将会给复杂电网的稳定分析、控制和运行带来了一系列挑战。
本文概述了特高压交流系统运行控制关键技术,在特高压交流系统功率控制、特高压交流系统稳定性与控制等方面,对特高压电网输电能力、无功功率优化与控制、稳定性与控制、特高压交流系统保护与控制进行了分析总结,提出了需要进一步研究和解决的技术问题,为后续特高压电网规划、调度、运行和控制提供参考。
1 特高压交流系统功率控制研究
特高压工程的投运以及大规模间歇性可再生能源的接入使原有电网的结构更加复杂化,对各区域电网负荷带来波动,可能造成整个电网系统暂态或稳态平衡被打破,各区域电网发电机结构各有不同,机组的调节能力各异,极易出现潮流的协调控制出现一定的困难,加之输电线路运行越来越接近其安全稳定运行的极限。因此,从输电能力、无功优化与控制等方面研究特高压电网的功率控制与优化,对电力系统安全、稳定、经济、高效运行有着重要的意义。
1.1 特高压交流电网输电能力与控制的研究
特高压交流输电技术可以提电网的高安全性以及经济性,其输送能力和输送通道的输送效率一直备受关注。其输送能力也受热稳定、电压稳定、功率稳定的限制。特高压交流输电系统的输电能力是指在保持经济合理和系统稳定性的情况下,一定距离的输电线路所具有的最大输送功率。特高压的输电能力受多种因素的影响,文献[4]分析高压并联电抗、发电机-变压器高压侧电压调节、1000kV升降压变压器的短路比、中间开关站加SVC和串联电容补偿等各电气量对1000kV输电系统输电能力影响,研究了能进一步提高1000kV输电系统远距离输电能力的技术。文献[5]研究了省际电网输电极限问题,给出了考虑特高压接入后稳定性的输电能力分析方法与流程,并对电网的稳定性进行了校验。文献[6]结合电网新技术、新材料、新方法阐述了影响电网输电能力的因素,从改变电网网架结构、电气特性和加装稳控装置等方面提出了对特高压电网具有适用性的输电网络方案和提高电网输送能力的方法。关于输电能力的问题,已经得到了国内外学者较高程度的的研究与关注,随着新型电力电子器件的发展与应用,利用补偿装置间的协调配合来提特高压电网的输送自然功率的技术有待进一步研究。随着电力市场的开放,从经济角度对提高特高压输电能力以及接收新能源的能力有待进一步研究。
1.2 特高压交流电网无功优化与控制的研究
随着输电系统电压等级的升高和输电距离的增加,输电系统的无功特性发生了根本变化。在特高压交流输电系统中,合理配置电抗器和低压无功补偿设备维持特高压交流输电系统的电压水平,通过系统无功电压控制实现电力系统安全经济运行具有重要意义。特高压输电线路的无功损耗随电能输送有很大的有功变动,同时电容效应产生很大的充电功率,特高压输电线路给变电站无功补偿、电压控制带来困难。
针对特高压交流输电线路电容效应给无功补偿和电压控制带来的问题,文献[7]通过控制线路电压不越限的方法研究了变电站的无功控制方式及补偿容量,文献[8]提出了一种基于经济压差的特高压电网无功补偿运行与控制方法。文献[9]提出了一种改进的采用65%的固定高压电抗器加30%的可调节高压电抗器的特高压输电系统的无功补偿改进方法,提高了特高压输电系统的输电能力和电压稳定性。文献[10]分析了无功补偿设备投切策略、稳态过电压措施、应用可控高抗调压等电压控制需要考虑的技术问题,提出了高抗和低压无功补偿配置原则及方法,并结合实际系统进行了仿真验证。针对特高压接入系统使系统的稳定控制更加复杂,对电力系统的无功优化要求越来越高,寻求最佳的无功补偿方法称为亟待解决的重要问题。在以后的研究中,应更加侧重于无功补偿控制策略方面的研究,提高无功补偿装置的响应速度,增强无功补偿的有效性。
2 特高压交流系统的稳定性研究
随着电力系统的发展和区域性负荷的增长,远距离大容量输电日益普遍,随之而来的电力系统稳定性和可靠性问题越来越突出。国内外对电力系统稳定性问题做了大量研究,甚至在某些方面实现了在线安全稳定评估及决策分析,同时能对电网中存在的潜在问题提出安全性措施,有效指导了电力系统的调度决策和安全稳定运行。虽然解决了很多技术上的难题,但是随着特高压电网的接入、电力电子器件以及新的控制技术的应用,仍有大量的工作要做,必须要考虑特高压接入后各种控制措施良好配合等方面的研究。
特高压交流系统的功角、频率、电压稳定性研究:
电力系统功角稳定电力系统中同步发电机保持同步运行的能力,可以细分为静态稳定、小干扰动态稳定、暂态稳定、大干扰动态稳定。随着电能需求的增加和电力系统的规模扩大,电力系统的稳定问题越来越突出,在典型故障下面临暂态功角失稳的风险。文献[11]针对暂态功角失稳风险问题提出了基于典型故障集的电力系统暂态功角稳定近似判别方法,设计了风险评估流程并且为提高电力系统暂态稳定性提出了新的研究思路。文献[12]提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。目前,所有研究都集中在交直流混合系统的功角稳定性与控制策略研究上,针对特高压交流电网的功角稳定性与控制策略仍需进一步研究。
频率稳定是指电力系统发生有功功率扰动后,系统频率能够保持或恢复到允许的范围内,不发生频率崩溃的能力[13]。基于两机系统模型及WAMS实测数据,,文献[14]提出了大受端电网频率安全稳定评估采用的模型和分析方法,总结了受端电网频率安全稳定分析中应注意的问题。基于目前频率稳定研究中存在的不足,文献[15]提出一种电力系统频率失稳风险评估方法,推导了计及旋转备用的频率动态特性,建立了考虑低频减载作用的频率稳定分析模型和考虑发电方式、网络拓扑和负荷水平的随机模型。国内外研究人员对功角稳定与电压稳定关注较多,其中某些领域已经实现在线分析控制,而电网频率动态特性及其控制一直是电力系统稳定研究中的一个薄弱环节,特高压交流系统中频率稳定性及控制策略有待深入研究。
电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后,系统电压能够保持或恢复到允许的范围内,不发生电压失稳的能力[16]。电力系统越来越朝极限运行方式发展,其中电源竞价上网机制和网架结构薄弱等因素给系统电压稳定性带来巨大挑战,文献[17]阐述了电力系统电压稳定性的研究现状、理论和研究方法,分析了电压稳定的薄弱环节和薄弱区域,研究了防止系统电压失稳的控制策略和电力系统优化理论。由于大干扰电压失稳机理的理论和研究方法不完善以及电力系统暂态电压失稳与功角特性存在联系,如何快速准确判断电力系统暂态电压失稳是电力系统需要解决的一个难题,也有相关论文通过分析特高压联络线潮流和电压大幅波动的影响因素,总结了特高压系统无功和电压控制策略。
3 特高压交流系统保护与控制
继电保护作为维护电力系统安全稳定运行的重要防线,在电力系统中时刻发挥着重要作用。与超高压输电线路相比,特高压输电线路参数发生较大变化,1000kV输电系统对保护的影响主要是由分布电容引起的,因此对特高压交流输电线路的保护提出了更高的要求。
文献[18]介绍了在1000kV输电线路保护中所关注的一些重要问题,重点分析了特高压系统暂态过程及特高压保护中的关键技术问题。文献[19]根据特高压系统结构和运行特点,结合我国继电保护发展的具体情况,提出我国特高压系统保护的配置方案。文献[20]充分考虑特高压电网的特点,给出了特高压线路分布参数模型,介绍了近年来我国特高压线路保护的研究成果以及国内特高压主设备保护方面的进展。随着电力电子技术的发展以及新型电子式互感器的研究及应用,特高压系统保护技术的研究有待进一步发展。
4 总结与展望
随着特高压输电线路工程建设及投运,特高压电网已成为现代电网的重要组成部分,并对电网的安全稳定运行带来挑战。本文概述了特高压交流系统运行控制关键技术,在特高压交流系统功率控制、特高压交流系统稳定性与控制等方面,对特高压电网输电能力、无功功率优化与控制、稳定性与控制高压交流系统保护与控制进行了分析总结,提出了需要进一步研究和解决的技术问题,为后续特高压电网规划、调度、运行和控制提供参考。
为了提高电网输送能力、新能源并网和消纳能力,提高电网运行的安全性、稳定性和经济性,在特高压电网建设、运行和控制上需进一步深入研究。
(1)规划中的特高压直流直流输电和多端直流输电相关技术需要特高压交流电网提供坚强的网架支撑,含交、直流特高压的复杂电网的动态特性,运行方式,稳定性分析、预测及控制策略等方面需进一步研究。
(2)针对特高压交直流互联电网交直流互济过程中的动态无功优化与无功配置问题需进行深入研究,并提出合理的控制策略和手段。
(3)大规模交直流互联给系统特性带来深刻变化,对电力系统的仿真提出了更高的要求。利用全新的仿真技术,建立特高压交直流互联系统机电-电磁暂态仿真平台,准确把握交直流互联系统机理以及特性,跟踪特高压交、直流工程建设进度以及新的设备和技术的应用,提高建模精度、扩大仿真规模、提高仿真效率需进一步研究。
参考文献:
[1]徐振宇.1000kV特高压输电线路保护的现状及发展[J].电力设备,2008,9(04):17-20.
[2]赵力,梅勇,孔伟彬.关于1000kV特高压输电线路保护的设想[J].广东电力,2007,20(01):1-4.
[3]蒋宝元.特高压电网继电保护技术的发展[J].电工电气,2010(11):5-7.
[4]杨冬,刘玉田.中国未来输电结构初探[J].电力自动化设备,2010,30(08):1-5.
[5]杜至刚,牛林,赵建国.发展特高压交流输电,建设坚强的国家电网[J].电力自动化设备,2007,27(05):1-5.
[6]曾庆禹.1000kV特高压输电系统输电能力研究[J].电网技术,2012,36(02):1-6.
[7]余小燕,于继来.基于有功无功联合调整的动态潮流[J].电网技术,2005,29(22):61-65.
[8]董云龙,吴杰,王念春等.无功补偿技术综述[J].节能,2003(90):13-19.
[9]李宏,董瑾.无功补偿技术研究[J].现代电子技术,2011,34(06):175-178.
[10]廖湘凯,林富洪,隋佳音等.一种改进的特高压输电系统无功补偿措施[J].中国电力教育,2008年研究综述与技术论坛专刊.
[11]王晓文,赵彦辉.电力系统无功优化算法研究综述(上)[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2014,10(03):228-236.
[12]陈中,曹路,王海风等.大受端电网小干扰稳定性研究[J].华东电力,2009,37(10):1671-1674.
[13]顾丽鸿,周孝信,严剑峰等.特高压联网区域实时小干扰稳定分析策略[J].中国电机工程学报,2010,30(13):1-7.
[14]倪向萍,张雪敏,梅生伟.基于复杂网络理论的切机控制策略[J].电网技术,2010,34(09):35-41.
[15]李光琦.电力系统暂态分析[J].北京:中国电力出版社,2007.
[16]杨东俊,李继生,丁坚勇等.大区互联电网振荡频率特性分析[J].华东电力,2012,25(01):71-73.
[17]张恒旭,庄侃沁,祝瑞金等.大受端电网频率稳定性研究[J].华东电力,2009,37(10):1644-1649.
[18]秦桂芳.电力系统动态潮流综述[J].电气相关,2014(04):6-11.