电力系统职称论文
电力系统职称论文
电力系统是由发电设备、变压器、输配电线路和用电设备等很多单元组成的复杂的非线性动态系统。这是学习啦小编为大家整理的，仅供参考!
电力系统职称论文篇一
电力系统稳态分析
摘要：电力系统作为一个强大的多维复杂系统，其稳态分析很重要。近年来，许多大型的电力系统引进了新型的设备，使得电力系统功能提高的同时，也更难控制了。由于电力系统的规模和复杂性都增加了，电力系统安全、经济、稳定运行的问题更应该得到重视。
关键字：电力系统;稳定性;控制因素
中图分类号：F470.6 文献标识码：A
前言
上世纪20年代以来，许多电力方面的研究者就开始意识到电力系统存在着稳定问题，并且许多研究者开始投入到电力系统的研究中。随着科技的发展和经济的进步，电力系统越来越复杂和庞大，电力系统稳定问题也越来越突出，给电力系统的稳定运行带来困难。
1.电力系统稳定的定义
2004年，专家在报告中给出了新的电力系统稳定的定义以及电力系统稳定的分类，报告中对于电力系统稳定定义这样描述的：电力系统稳定性是指在给定的初始运行方式下，一个电力系统受到物理扰动后仍能够重新获得运行平衡点，且在该平衡点大部分系统状态量都未越限，从而保持系统完整性的能力。并且报告中指出电力系统的稳定分为三大类，分别为电压稳定、功角稳定和频率稳定，又由这三大类分成各个方面的子类。
电力系统的稳定性在整个系统的正常工作中占据非常重要的地位，决定了限制交流远距离输电的输电距离和限制交流电远距离输电的输电能力。除此之外，随着经济的发展与科技的进步，城市乃至乡村的用电量逐渐的增长，从而导致了一些大型的电网其负荷中心的用电容量越来越大，因此长距离的重负荷输电变得非常普遍。长距离的重负荷输电导致电力系统的安全运行也出现了很多问题，因此电力系统的稳定性需要进一步加强。
2.电力系统稳定文类
2.1功角稳定
电力系统中的功角稳定是指系统中互联的同步电机保持同步的能力，电力系统同常见的功角稳定问题主要是缺乏足够的震荡阻尼。相对于其他的电力系统稳定研究，专家对于功角稳定的研究起步比较早，因此在研究方法和研究成果上也比较成熟。电力系统稳定中的功角稳定的研究主要是根据同步电机的电力矩变化以及同步电机的特性来找出导致功角不稳定的一些因素，例如同步力矩不足，或者阻尼力矩不足等稳定。功角稳定中出现的主要问题是由缺乏足够的同步转矩而导致的静态稳定和暂态稳定问题，除此之外还有因为缺乏足够的阻尼转矩而导致的小干扰稳定和大干扰稳定等问题。
2.2电压稳定
电力系统中的电压稳定研究比较晚，但是在电力系统稳定中的作用非常重要，近年来也得到许多研究者的重视。电压稳定性是指在一定的出事运行状态下，电力系统突然遭受了扰动，但是电力系统的母线能够维持稳定电压的能力。根据扰动的大小，电力系统的电压稳定分为打干扰电压稳定和小干扰电压稳定。有关报告中指出，功角稳定和电压稳定存在着一定的区别，但不是基于有功功率和无功功率之间的若耦合关系，电力系统在重负荷状态下，功角稳定和电压稳定都受到扰动前有功和无功潮流影响。
2.3频率稳定
电力系统的频率稳定也非常重要，一个电力系统的频率稳定是指电力系统在发生突然的有功功率扰动后，电力系统不发生频率崩溃，并且系统的频率能够保持或者恢复到允许的频率范围内的能力。电力系统的频率稳定主要用于研究 电力系统的低频减载配置的有效性和合理性，除此之外还研究电力系统的旋转备用容量以及计算机与电网的协调问题。
电力系统的发电机组的一次调频功能关系着电力系统电网的频率稳定性。近年来，由于城市化与工业化的推进，用电量越来越多，电网的规模也越来越大，因此电力系统的发电机组的一次调频功能非常重要。为了满足近年来电力需求的增长，使得电力系统稳定安全运行，需要加强调速系统的管理，制定电网频率调整策略来提高电力系统的频率稳定性。
3.电力系统稳定性的研究现状
上个世纪20年代以来，许多电力方面的研究者就开始意识到电力系统稳定性存在着不少的问题，并且着手研究电力系统的安全稳定运行等重要方面。近年来，由于经济的发展和科技的进步，城市化及工业化都有了很大程度的发展，因此电力系统的安全稳定运行变得尤其重要。由于近年来用电量的增大，电网的规模也越来越大，电力系统失稳而出现的事故也频频发生，这些事故不仅危害了人身安全，也造成了巨大的经济损失和社会影响，因此，有更多的学者投入到电力系统稳定性的研究当中。对于电力系统问题的研究，功角稳定研究起步比较早，研究相对成熟一些，电压稳定研究起步比较晚，但是近年来也受到了各国学者的高度重视。
4.电力系统稳定控制对象
4.1发电机励磁
发电机励磁控制的主要任务就是维持发电机或者其他控制点的电压在给定的水平上以及提高电力系统运行的稳定性，因此发电机励磁控制有两个目标：改善系统的稳定性和满足发电机机端电压的调节特性，其中系统的稳定性主要是指功角稳定。发电机励磁控制的这两个目标是互相矛盾的，因此大多数非线性励磁控制器在发挥作用时以控制发电机的功角为主来提高电力系统的稳定性。
在电力系统稳定运行中，发电机励磁控制作为一种经济、有效的稳定控制措施受到广大电力研究者的关注。同步发电机的励磁控制器单元的工作原理如下：检测同步发电机的电压、功率、电流等状态量，然后按照标准的控制规律对励磁功率单元发出一定的控制信号，再通过控制励磁功率单元的输出来实现对励磁系统的控制功能。
4.2负荷频率
一个电力系统的负荷不是静止的，而是经常变化的，但是电力系统在运行时要保证功率的传输质量，因此依靠电力系统的频率对发电机负荷进行控制是非常有必要的。电力系统在正常运行时，一般不会有太大的负荷变化，仅会遭受比较小的负荷变化，所以在研究负荷频率时可以用线性模型来模拟电力系统的运行状态。有资料提出了一些关于电力系统负荷频率的研究，提出一种控制器叫做鲁棒负荷频率控制器，并且将这种控制器运用在电力系统中用来确保稳定。鲁棒控制器在电力系统的负荷频率控制中，适用于处理小参数不确定性，而自适应控制则用于处理大参数不确定性，因此负荷频率的控制进一步提高了参数不确定性的范围。
4.3 FACTS控制
柔性交流输电系统(FACTS)是用于描述一些基于大功率电力电子器件的控制器，这种控制器应用最新的电子发展技术和现代控制技术对电力系统的参数和电力系统的网络结构进行有效的控制，并且有助于实现输送功率的合理分配，降低输送过程中的功率损耗和发电成本，大幅度地提高了电力系统的稳定性。电力系统依靠这样的控制器，不仅能够提高整个电网的功率传输能力，而且能够使得电力系统更容易控制。
4.4原动机汽门/水门
近年来，在电力系统的稳定性研究中，原动机的研究也逐渐丰富起来，其中，原动机的“调速”系统发生了很大的改进。先前的原动机多数采用机械液压式“调速”系统，自从原动机改成了电液式“调速”系统，原动机的传动方式也发生了很大的改变。电液式“调速”系统的原动机，通过汽门/水门对原动机的转矩进行控制，能够有效地改善电力系统的稳定水平。
5.结语
在现代化的工业发展中，电力系统作为一个多维、多目标、关联性和分散性都较大的复杂系统，其安全稳定运行非常重要。在研究电力系统稳定工作时，必须对电力系统内部的结构及工作原理掌握深刻，更要对各种控制器的工作原理及注意事项了解全面，运用多种稳定控制方法，使得电力系统的安全稳定的运行。
参考文献：
[1]国家电网公司.国家电网公司电力系统安全稳定计算规定[Z].北京：国家电网公司，2006.
[2]孙华东，汤涌，马世英.电力系统稳定的定义与分类述评[J].电网技术，2006，30(17)：31-35.
电力系统职称论文篇二
电力系统无功分析
摘 要：电力系统无功在电能传输、维持电网电压起着至关重要的作用，但同时系统传输较多的无功会较低变压器的利用率，也会减小电网的传输能力，因此电力系统无功的平衡就显得尤为突出，对无功需求较大的地区进行合理的无功补偿也是在电网和经济发展应该合理考虑的重要问题。
关键词：电力系统 无功 功率因素 无功补偿
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)04(c)-0087-01
在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量如：机械能、光能、热能等，这些能量我们能够以视觉或触觉感觉到。无功功率比较抽象，是我们无法凭视觉或触觉发觉得，电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换，在三相之间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。
无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，变压器也不能变压，电动机就不会转动，交流接触器不会吸合。由此可见无功并不是无用之功。为了保证电力系统的正常运行，无功必不可少，在电网的能量传输中，必须考虑无功的传输。但是系统中过多的考虑无功的输送，必定会减少有功的传输，这就制约负荷端对有功的需求，降低了对电网、变压器的利用率这也不是电网发展追求的目的。输送过多无功功率对供、用电产生的不良影响，主要表现在：
(1)视在功率一定时，增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。
(2)降低发电机有功功率的输出。
(3)电网内过多无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
(4)当无功缺额情况严重时，用户将竭力调用大容量用电设备，使功率因数进一步降低，系统无功负荷愈加愈大，电压水平更低，形成恶性循环，最后造成电压崩溃，系统瓦解而大面积停电。
由上可见电力系统发送过多的无功而带来的不足。如果电力系统只发送有功，那么系统中的变压器由于缺少无功就无法正常进行变配电。所以发电机必须保证线路的无功损耗和变压器的最小无功需要。那么负荷所需要的无功从哪里来，考虑到上面讲述的内容，我们在输电的过程中要尽可能的减少无功输送，从发电机和高压输电线供给的无功功率，一般满足不了负荷的需要，对于负荷侧无功需求我们可以考虑通过无功补偿进行实现。
无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。进行无功补偿的具体作用表现如下：
(1)提高电压质量
把线路中电流分为有功电流Ia和无功电流Ir，则线路中的电压损失：
式中： P―有功功率，kW Q―无功功率，kvar
U―额定电压，kV R―线路总电阻，Ω
Xl―线路感抗，Ω
因此，提高功率因数后可减少线路上传输的无功功率Q，若保持有功功率不变，而R、Xl均为定值，无功功率Q越小，电压损失越小，从而提高了电压质量。
(2)提高变压器的利用率，减少投资
功率因数由cosφ1提高到cosφ2提高变压器利用率为：
由此可见，补偿后变压器的利用率比补偿前提高ΔS%，可以带更多的负荷，减少了输变电设备的投资。
(3)减少用户电费支出
①可避免因功率因数低于规定值而受罚。
②可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，电费可相应降低。
(4)提高电力网传输能力
有功功率与视在功率的关系式为：P=Scosφ。可见，在传输一定有功功率的条件下，功率因数越高，需要电网传输的功率越小。
在电网中影响功率因素变化的因素如此之多，所以要想维持电网中功率因素的稳定绝非易事，这就需要在电网中无功消耗多的用电设备加上无功补偿装置，无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压集中补偿、低压个别补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点：
(1)低压集中补偿，低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。低压集中补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
(2)低压个别补偿：，低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、安装容易、占位小、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
(3)高压集中补偿，高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10 kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。
电力系统中无功平衡是衡量电能质量的重要指标，无功过低或过高都会对电力系统造成影响，因此，无功深入分析是一项很重要的工作，也是这篇文章意义所在。
参考文献
[1] 李梅兰，卢文鹏.电力系统分析[M].中国电力出版社，2010.
[2] 李宏仲.地区电网无功补偿与电压无功控制[M].机械工业出版社，2012.
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