电力系统电压稳定问题分析研究

电力系统电压稳定问题分析研究

发表时间：2018-11-11T12:30:30.640Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：王有军

[导读] 摘要：在改革开放的新时期，随着社会经济的不断发展、电力需求的不断增长和电力网络系统的连接，受到各种因素的影响，电力系统的运行已经接近极限状态，电压的稳定问题日益凸显。

（国网滁州供电公司安徽滁州 239000）

摘要：在改革开放的新时期，随着社会经济的不断发展、电力需求的不断增长和电力网络系统的连接，受到各种因素的影响，电力系统的运行已经接近极限状态，电压的稳定问题日益凸显。电压的稳定一般是在静态和动态的情况下发生。本文将从电力系统电压稳定方面进行分析，针对具体的运行情况提出相应的措施。

关键词：电力系统；电压稳定；措施

引言

电力系统属于复杂的庞大非线性多变量动态系统，其中稳定与安全是电力系统运行的基本条件与必备条件。伴随着电网规模的不断扩大，以及电力市场化的深入改革，远距离的重负荷输电状况将会更加突出，这就使得电力系统运行将会愈来愈接近网络的极限输送能力。所以，鉴于国外出现的恶性电压崩溃事件与我国部分区域出现的电压失稳现象，强化电力系统的电压稳定及控制研究具有重要的现实意义与理论价值。

1电压稳定性

电压稳定性时整个电力系统正常运作的保障，它是電力系统在额定的运行条件下和遭受外部干扰后系统中所有的母线都能持续地保持可接受的电压的能力。当有外部干扰或改变系统条件下，从而造成了渐进的、不可控制的电压降落，那么电压就处于不稳定状态了。电压不稳定通常情况下是局部现象，但这容易导致连锁反应，从而导致整个电力系统的电压崩溃。在功角稳定性中，同步发电机的转矩平衡而决定其稳定性；在电压稳定性中，所有母线都持续保持可接受的电压时，功角失稳并不能影响电压的稳定性，但持续能力的消退会引起功角失稳，从而导致电压的不稳定。

2电力系统的电压稳定分析方法

2.1静态分析法

静态电压稳定分析主要以平衡点间的稳定性研究为主，其要求电力系统受到的干扰幅度尽可能小，或者电力系统的演化过程尽可能的缓慢，以至于可以忽略电力系统模型的动态化过程，这时的电力系统运行轨迹主要由稳定的平衡点所构成。一旦电力系统的实际功率难以平衡，即不存在所谓的稳定平衡点，则可以确定电力系统存在电压失稳的隐患，这一失稳机理能够通过Q-V曲线或者P-V曲线得到科学合理的解释。从本质上讲，静态分析法就是将网络传输极限功率时的实际运行状态，当作成静态电压稳定的最高极限状态。静态电压分析法重点从静态观点对电压崩溃机理进行揭示，用代数方程对系统微分方程进行代替，用静态模型对负荷进行描述。其能够显示出电压稳定的裕度指标，且能通过灵敏度分析法显示出电力系统的弱区域以及其他信息。静态分析法因方便快捷而得到了广泛的应用与发展，是当前电力系统的电压稳定研究中成效最为显著的一项，且相关研究成果已被应用到了电力领域之中。

2.2动态电压稳定分析方法

当系统受到小扰动时，可以利用动态电压稳定分析方法进行电压稳定性分析，该种分析方法主要是研究与有关元件的动态性分析，对于影响电压稳定性的因素，考虑到发电机、无功无常设备以及负荷存在的状态，其中还有OLTC技术对网络输送功率的影响，通过提高网络的最大输送功率，来保证电压的稳定性。电压稳定是一个动态问题，系统中的发电机和负荷的动态特性都对电压的稳定有一定的影响，小扰动分析方法的研究，建立动态化的分析模型，方便各元件的有效使用。

3电力系统电压稳定的有效控制

3.1变压器分接头的紧急控制

OLTC的应用主要是对母线中存在的电压负荷进行调节，保证系统的正常运行，能够将运行控制在一定的范围内，一般电力系统中存在的接头地方，不利于电压的稳定。如果电力系统发生紧急状态，OLTC就会起到一定的作用，防止电压系统的崩溃，电力系统中的分接头动作有利于增强电压的稳定性，当负荷处于一种恒定状态时，电压的变动会降低网络中功率的损耗。分接头紧急控制措施包括分接头调节闭锁和分接头的逆调节，在发生紧急的情况下，通过暂时停止或者是延缓电压的方式防止电压的崩溃。

3.2无功电源对电压稳定的控制

静止的无功发生器具有连续输出从额定感性无功到额定容性无功的能力，且具有输出无功电流谐波小、输出无功动态响应速度快的特点；装置具有完善的分级保护，在系统和装置自身故障时能够正确动作，对装置自身起到保护作用。静止的无功发生器是通过从电力网中吸收或者是向电力网中输送可连续条件的无功功率来达到维持电压平衡的。通常情况下，静止无功发生器吸收电网中的无功功率，当电力系统发生扰动时，静止无功发生器的功能发生转变，由吸收无功功率转变为输出无功功率。静止无功发生器的响应速度也高于其他电压调节装置，响应时间一般在0.1S-0.5S左右。

3.3电压安全监控系统

伴随着计算机技术发展的深入，其已经渗透到社会生活的方方面面，不无例外的也可以应用到保证电力系统的电压稳定性中去。我们可以通过建立电压安全监控系统，更加便捷和合理的调度电力需求，使得电力的输送更加符合实际的电力需求。还可以通过开发出功能更加强大电压安全监控软件，从而使得电压系统的安全监测更加的全面和有效，这样将会对电力系统的稳定运行起到积极地推动作用。使得电力系统更加及时发现导致电压失稳的原因，以便及时的将其排除，从而最大化电力企业的经济效益。

3.4科学规划设计

要提升电力系统的电压稳定及控制成效，就必须对电力系统进行科学合理的规划与设计。其中，对电压、负荷以及传输网络的规划，应尽可能的提升网络传输能力，强化负荷中线电源调控电压的能力。同时，电网结构还应确保运行过程中的灵活性，最大程度做好电网结构的无功功率规划工作等。

3.5切除负荷

当电力系统的电压出现失稳的情况时，可以通过切除负荷的方法制止电压发生崩溃，能够保证电力系统的安全运行。在电力系统中需

要安装阻止电压崩溃的自动装置，低电压自动减载装置能够针对专门的电压稳定问题，通过估计动态负荷模型参数，研究负荷最小切除量的计算，利用切除负荷和电容补偿等的方式控制电压的稳定性。

3.6做好充分预案准备

由于负荷特性的多样性和不确定性，我们必须时刻关注系统电压的实际变化，通过合理的电力调配和维护保证电压的稳定性运营。在实际的运营过程中，我们可以通过对实际系统的负荷特性进行详细的分析和规划，对各类可能发生的电压失稳情况进行充分的预案准备，建立比较仿真的负荷数据模型，使得电力企业能够更加有效的提高电压稳定性 .

结语

综上所述，对于电压稳定性的研究，一直是电力系统安全运行过程中的研究重点，有关的电压的稳定性主要是从电压稳定的静态和动态方面进行分析，其中负荷的特性是电压稳定性研究中的重点。对于电压失稳的情况需要从电力系统失稳的各种场景方面进行分析，采用相应的控制措施，保证电力系统的安全有序运行，根据电力系统稳定方面存在的问题，采取相对应的方式。

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