电力系统电压控制PPT优秀课件

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1、电力系统电压控制,2,电力系统电压控制,2,3,4,5,6,电力系统电压/无功的基本理论,电力系统中的无功电源/负荷,电力系统中的电压管理,电压/无功优化自动控制（AVC）,电力系统中的电压调节方法,1,电力系统电压控制的意义,7,电压稳定性及其控制,有效的电压调节方法充足的无功功率电源,A,湖南电网电压/无功优化系统,3,一 电力系统电压控制的意义,额定电压设置的意义,4,电力系统电压控制的意义,5,电力系统电压控制的意义,电压中枢点 电网中重要的电压支撑点，显然电压监测点一定是电压中枢点。编制中枢点电压曲线并调控中枢点电压合格，是电网调度运行部门的一项重要工作。,电压监测点 考核电压质量的

2、节点。,电力系统电压 控制的目标,6,电压监测点选择的原则,与主网（220kV及以上电压电网）直接相连的发电厂高压母线,各级调度“界面”处的220kV及以上的变电站的一次母线和二次母线,所有变电站10kV或6kV母线，带本地负荷的发电厂10kV 或6kV母线（A类电压监测点）,4,供电公司选定一批具有代表性的用户作为电压质量考核点,7,用户侧电压监测点选择的原则,110kV及以上供电的和35kV（或63kV）专线供电的用户,其它35kV（63kV）和10kV（6kV）用户，每1万kW负荷至少要设一个母线电压监测点，其应包括对电压有较高要求的重要用户，以及各变电站10kV或6kV母线供出有代表性

3、线路的末端用户,低压（380/220）用户至少每百台配电变压器设置一个电压监测点，且应考虑有代表性的线路首端或末端重要用户,供电公司还应对所辖电网的10kV用户和公用配电变压器，小区配电室以及有代表性的低压配电网线路首、末端用户的电压进行巡回检测。检测周期不应少于每年一次，每次连续监测时间见不应少于24h,8,中枢点电压的管理,编制中枢点电压曲线,利用各种调压措施,用户电压符合要求,确定中枢点 电压范围,调控中枢 点电压,电压在规定 范围变化,9,电压允许偏差值范围,10,二 电力系统电压/无功的基本理论,维持电网正常电压水平下的无功功率平衡，是保证电网电压质量的基本条件,11,二 电力系统电

4、压/无功的基本理论,电能损耗 线路输送无功率减少，线路有功损耗会减少，线路电流也相应减少，同样粗的导线就能传送更多的有功功率，设备利用率和电网输送能力就提高了。,电压损耗 线路上不传送无功功率或传送数量甚少，则线路压降就可以大为减少。,无功补偿,12,三 电力系统中的无功电源/负荷,相当于空在运行的同步电动机。调相机能发能吸，可连续平滑调节，是相当好的无功电源。但由于其一次投资较大，运行维护费用较高，限制其广泛使用，安装在枢纽变电站中。一般不安装容量小于5Mvar调相机。,唯一有功电源，同时也是基本的无功电源，一般功率因数0.8（滞后），所发的无功功率为有功功率的75%。如：10万kW发电机，

5、再发有功10万kW，其无功出力7.5万kvar。,并联 电抗器,静止补偿器,静电电容器,调相机,发电机,价格便宜，安装简单，损耗小，占地少，维护方便，实际中广泛使用。他不能连续调节，只能分组投切。无功调节能力较差。配置原则“分级补偿，就地平衡”。,电容器只发出感性无功，而电抗器只吸收感性无功。如将二者结合，并对他们的容量加以控制，起作用就可以类似于调相机。与电容器的调节特性差相仿，无源元件无法克服的一个缺点。,就感性无功功率而言，并联电抗器显然是不是电源而是负荷，但某些电力系统中的确装有这种调压设施，用以吸收轻载或空载线路过剩的感性无功功率，抑制电压过分升高。而对高压远距离输电线路而言，并联电

6、抗器还有提高输送能力等作用。,13,三 电力系统中的无功电源/负荷,14,电力系统中的无功负荷,无功主要消耗者。异步电机满载时，其功率因数可达0.8；轻载时，功率因数甚至只有0.20.3，这时消耗的无功大许多。 额定电压附近； 额定电压7080%时电压特性,异步 电动机,损耗可正可负； 线路电抗，对地电容； 线路较短，线路电容较小，发出的无功功率也小。长线路、高电压，线路可能发出无功功率,输电 线路,损耗可观； 满载：空载电流为额定电流的2.4%，短路电压为额定值得10.5%；无功消耗可达变压器额定容量的13%；如果从电源到用户经4级变压，则这些变压器的总无功损耗将达通过视在功率的50%60%

7、；而不满载时比例更大。,变压器,15,异步电动机及综合负荷的无功电压特性,16,不同电压等级线路的无功功率损耗,消耗无功功率的,架空线路可能正、可能负。,充电功率相当大，以致要装高压电抗器加以吸收，否则电压会升高到不允许的数值。,17,四 电力系统电压管理,电压管理 规划设计阶段,18,电压波动的限制措施,19,中枢点电压管理,以负荷变化时，中枢点电压自然的变化规律作为比较的基础。,在高峰负荷时升高中枢点电压。例如在高负荷时，将电压调为1.05UN;在低谷负荷时调低中枢点电压，如UN; 常用于供电线路较长，负荷变动较大的中枢点。,在高峰负荷时，允许中枢点电压低一些，但不允许低于1.025UN。

8、在低谷负荷时允许高些，但不超过1.075UN。 该种调压方式成本较低，常用于供电距离较近，负荷变动不大的变电站母线。,在任何负荷时，中枢点电压始终基本不变，如在1.02-1.05UN。 在事故时，可允许适当降低，通常允许正常时再降低5%；,20,电力系统的电压调节方法,调节励磁电流以改变发电机的端电压,调整变压器的分接头以改变变压器的变比,调整系统中各无功电源的出力,D,调整输电线路的参数,直接方法 间接方法,E,综合调压,21,发电机调压方法,不经升压直接以发电机电压向用户供电的简单电网络。如采用逆调压，只能满足发电厂附近负荷的调压要求。,多级升压：线路较长，供电范围大，综合调节，结合其它调

9、压措施。 多级并联运行；,受电端负荷中心； 送电端，如无当负荷，考虑充电功率，高功率因数（滞后0.95以上），或进相运行。,22,调节变压器分接头调节电压,主要目的调整电压，辅助目的改变无功功率在电网中的分布。只能分级调压，调压不够平滑。在无功缺乏的配电网中，会加剧配电网中其它地区无功不足的情况。,调整电压，辅助改变无功，有时是电压崩溃的罪魁祸首。,23,改变系统无功功率分布调压（并联补偿）,24,改变线路参数-串联电容补偿调压,25,电力系统综合调压,备用容量达7%8% 总无功负荷,”四种方式“,无功电源 充足,综合利用 各种调压手段,各地区分散自动调压和集中自动控制调压相结合,（1）重要枢

10、纽节点电压在给定范围内 （2）所控制的电力系统网损最小 （3）所有调节设备的运行状态都没有越限,（1）发电机、调相机、电容器、SVC；（2）OLTC，无功充裕 （3）并联电抗器 （4）线路 500kV；220kV、110kV等；35kV电缆；,OLTC 有载分接开关 OLTC = on-load tap-changer,26,六 电压/无功优化自动控制（AVC）,变电站内实现,调度中心或集控中心,局部AVC,区域AVC,27,维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围（以额定电压为基准） 500(330)kv变电站的220kv母线，正常时010，事故时510 200kv变电站11

11、0kv母线，正常时37，事故时10 配电网10kv母线，10.010.7kv 保持电力系统稳定和合适的无功平衡。 在电压合格的条件下实现使电能损耗最小。,电压和无功控制的调控目标,28,特殊情况下调控注意事项,可能运行方式,变电站的概况,29,建立简单电力网络中电压与负荷功率之间的关系，假设条件 1）已知负荷功率PL+ jQL 2）忽略线路阻抗、变压器阻抗上的功率损耗 3）忽略对地导纳,降压变电站简化模型,30,电压调节对无功率影响(调节变压器),电压纵分量,暂不考虑电容器、考虑RTXT 忽略PLRT QL=（n-1）U2D/XT,结论： 1）变压器向系统吸收的无功与电压的平方U2D成正比。

12、2）负荷所需无功随电压升高而增加，随电压降低而减少。,31,投退电容器对电压的影响,结论： 1）投入电容器组后，变压器负荷侧电压升高 2）退出电容器组后，变压器负荷侧电压降低 3）防止电容器的影响，造成负荷侧电压过高,32,电压、无功综合控制 电压无功综合控制的实现方法 采用硬件装置（就地VQC） 注意一进一出 采用软件VQC 对VQC综合调节的要求(电压、无功、损耗),何谓综合控制,电压无功综合控制的实现方法,33,MVR-III型微机电压、无功综合控制装置硬件结构,34,9区域电压/无功优化自动控制（AVC）,基本知识,单参数越限,双参数越限,1、利用无功、电压将母线运行划分为9个状态 2

13、、调节中注意无功是否充足,实现方法,1、采用硬件装置；称为就地AVC（或VQC），可靠性高 2、在监控子系统基础上，采用软件实现；成本低；,AVC（VQC）,安装于变电站内，进行局部的VQC控制；,逆时针调节,35,电 压 、 无 功 九 区 域 域 控 制 图,改进的电压、无功综合控制的策略,36,软件VQC功能： 多功能模块处理 电压与无功功率的上下限值动态变化 调节方式的多样性 实现远方控制VQC 闭锁条件 相关信号上送调度 并列运行、拒动、滑档等 登录操作,电压、无功控制软件功能,37,全网优化（AVC）实现的流程,利用“调度自动化平台”中的“四遥”功能，进行实时数据采集，和实时控制。

14、,确保安全前提下，以各节点电压、电网关口功率因数合格最为约束条件，从全网角度进行电压无功优化控制，最终形成电压调节控制命令(分接头调整，无功设备投切命令)。,利用调度自动化“四遥”功能，通过SCADA执行控制，实现集中检视、集中管理和集中控制。实现地区电网AVC的闭环控制和电压无功优化运行。,优化目标： 无功分层就地平衡；电压合格率最高； 无功补偿设备投入最合理；主变压器分接开关调节次数最少； 输电网网损最小；,直接通过调度自动化系统的SCADA应用实现数据采集和远方控制； 集中决策，分层分区决策；,38,全网优化（AVC）实现一般功能特点,AVC 功能特点,全网电压优化功能,全网无功优化功能

15、,实现逆调压,无功电压综合优化功能,建立在 调度自动化系统平台上,其它,39,地区电网无功/电压控制实例（泰州地区电网）,泰州地区电网 集控中心管理7个无人值守变电站，其中OLTC13台，补偿电容器9组，电压等级220kV,110kV,35kV,10kV,1、仅11变电站10kV电压越限； 2、若11,12,13变电站10kV母线电压越限 3、11,12,13.14,15,16,10kV母线越限 4、电压合格，当流过15变电站D点的无功功率加上变压器空载损耗，大于本所10kV电容器容量一半（比例可调）；,40,泰州地区电网运行效益,1、降低线损 2、用户电压合格率上升,41,七 电压稳定性及其

16、控制,电压稳定性研究的发展过程 电压稳定的相关概念 电压稳定性的分类 电压不稳定事件的特征,电压失稳的一般解释 静态电压崩溃机理解释 动态电压崩溃机理解释,一级电压控制 二级电压控制 三级电压控制 系统在不同状态下的电压控制,42,电压稳定性研究的发展过程,从马尔科维奇提出第一个判据到20世纪70年代中期，是电压稳定问题未引起足够重视的阶段；,第一阶段,第二阶段,第三阶段,从20世纪70时年代末到20世纪80年代中期，是注重静态研究的阶段；,从20世纪80年代中期到现在，是以动态机理的探讨为基础的全面研究阶段。,电力系统是一个动态系统，电力系统电压稳定性是整个电力系统稳定性的一个分支。最早在20世纪40年代，前苏联学者H.M.马尔科维奇再研究负荷