电力系统分析第六章.pptx
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✓ 优点:调节平滑、系统故障时也能调、可作无功负荷。 ✓ 缺点: 损耗大(额定容量的1.5~5%),投资大、维护量大。
2020/9/14
➢ 3.静止补偿器和静止调相机 静止无功补偿器
2020/9/14
✓从无功补偿角度来看:
Q QD QL QC
✓运行在水平区段:
△QC 0
△Q △QD △QL △QC
1.等网损微增率准则
✓ 优的化损无耗功功率电Pi源Qn G分1, Q布G2的,in,目QG的n :降低P 网Q络Gi中有功功率
数学模型: ✓ 目标函数:
QGi QLi Q 0
i 1
i1
QGimin QGi QGimax
Uimin Ui Ui max
✓ 约束条件:
✓ 结论: 运用拉格朗日乘数法得出最优分布的条20件20/9:/14
负荷的无功——电压静态特性 系统的无功——电压静态特性
2020/9/14
电压水平的确定
Ф
δ
Ф
U
P UI cos U IX cos UE sin
X
X
Q UI sin U IX sin U E cos U U (E cos U)
X
X
X
2020/9/14
➢ 2.无功补偿:设置除发电机以外的无功电源以满足
P
1
Q
1
QG1
1 Q QG1
QG2 1 Q QG2
P
1
QGn 1 Q QGn
in
in
QGi QLi Q 0
i 1
i1
➢2.无功功率电源的最优分布:
确立了最优分布的等网损微增率准则然后由条件
列出方程组,解出各解,就可得到电源的最优分
布
➢3.注意:
当某点求出的无功容量超过了不等式的约束条
来自百度文库
且小于γeq的节点设置无功功率补偿设备
等网损微增率是无功电源最优分布的准则,而 最优网损微增率或无功功率经济当量则是衡量 无由功上负式荷可最列优出补最偿优的网准损则微。增率准则
1
R
jX S2` 2 消耗QL(感性)
iB 2
iB 2
提供QC(充电 功率)
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Q
P22
Q
2
2
U22
X
B 2
U12
U
2 2
0 0
RT jXT
变压器GT
-jBT
消耗QL 消耗QC
QT
I0% 100
SN
US % 100
S
N
S SN
2
消耗QL
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二.无功功率电源
一.减少系统对无功的需求
➢ 1.为什么要减少无功的需求 因为面对十分低劣的负荷自然功率因数谈无功功
率的最优分布,显然是舍本逐末的. 2.减少无功需求的措施 不使电动机的容量过多地超过被拖动机械所需的功
率 在某些设备上以同步电动机代替异步电动机 异步机同步化
2020/9/14
二.无功功率电源的最优分布
件时,应取这点的无功即为它的极限,然后由其
他点继续做计算求出无功功率
2020/9/14
三.无功功率负荷的最优分配
➢ 1.最优网损微增率准则 在系统中某节点i设置为无功功率补偿的先决条件
是由于设置C补e (偿Qc设i ) 备 C而c节(Q约ci )的费0用大于为设置补
偿设备而耗费的费用.以数学表示式表示则为:
✓ 优点:组合灵活,可分散、集中,可分相补偿;投 资少、有功损耗少(额定容量的0.3~0.5%)
✓ 缺点:电压下降时急剧下降, 不利于电压稳定
同步调相机
✓ 同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发pG 的同步电机或不带PD的同步电机
2020/9/14
✓ 过激运行时发出QG(无功电源) ✓ 欠激运行时吸收QG(无功负荷)
第六章 电力系统无功功率和电压调整
主要内容:
➢ 电力系统中无功功率的平衡 ➢ 电力系统中无功功率的最优分配 ➢ 电力系统的电压调整
2020/9/14
一.无功功率负荷和无功功率损耗
第➢ 1一.节无功电负力荷系:统中无功功率的平衡
以滞后功率因数运行的设备的无功部分
➢ 2. 无功损耗:QD SD sinD 线路
从而,确C定节C点e i(的Qc最i )优 C补c偿(Q设ci备) 的条件是:
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CCce
(Qci (Qci
) )
(P0 P ( )KcQci
)
max
β为单位电能损耗价格 α,γ分别为折旧率和投资回收率 ΔPΣ0,ΔPΣ分别为设置补偿设备前后全网最大负荷下 的有功功率损耗
Kc为电容补偿设备投资 由于
2020/9/14
可得: 令上式对Qci的偏导数为零,可得
式中等号左侧是节点i的网损微增率,等号右侧响应地就称 最优网损微增率,且为负值,表示每增加单位容量无功补偿 设备所能减少的有功损耗。
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P Qci
( )Kc max
eq
γeq表示最优网损微增效。
此准则表明,只应在网损微增率具有负值,
系统电压要求
原因:
✓ 实际的负荷功率因数低(0.7左右),而发电机的高 (0.8~0.9)
✓ 网损中无功损耗>有功损耗 ✓ 无功功率不能远距离输送
所以:就地进行补偿,另装无功电源 无功平衡要求:
全系统平衡(运行、规划设计) 局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。
2020/9/14
第二节 无功功率的最优分布
➢ 1.发电机
✓ 发电机是目前唯一的有功电源,又是基本的无功
电源,发QG的能力与同时发出PG有关,由发电机的
PQ极限曲线决定
PQ极限曲线
✓ 系统中有备用有功电源时,可将负荷中心的发电机 降低功率因数运行,少发有功、多发无功, 有利于 无功的局部平衡,提高系统电压水平。
2020/9/14
➢ 2.电容器和调相机 电容器 QC U 2 / XC U 2C
△QL △QD
✓ 优点: 调节能力强,反应速度快,特性平滑, 可分 相补偿, 维护简单, 损耗小。
✓ 缺点: 最大补偿量正比于电压平方, 电压低时补偿 量小;谐波对电力系统产生污染。
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静止调相机
2020/9/14
✓ 当Ua>UA/K时,调相机向系统输出感性无功 功率
✓ 当Ua<UA/K时,将由系统输入感性无功功率 ✓ 由于此处换流器交流侧电压Ua完全可控,不存
在静止补偿器因端电压取决于系统电压而带来 的缺陷.
➢ 4.并联电抗器(消耗无功)
对高压远距离输电线路而言,它有提高输送能 力,降低过电压等作用.
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三.无功功率的平衡
运行中: QG QD QL
电源
负荷
损耗
规划设计: QN QG QR
设备
备用
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➢1.电压水平的确定
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➢ 3.静止补偿器和静止调相机 静止无功补偿器
2020/9/14
✓从无功补偿角度来看:
Q QD QL QC
✓运行在水平区段:
△QC 0
△Q △QD △QL △QC
1.等网损微增率准则
✓ 优的化损无耗功功率电Pi源Qn G分1, Q布G2的,in,目QG的n :降低P 网Q络Gi中有功功率
数学模型: ✓ 目标函数:
QGi QLi Q 0
i 1
i1
QGimin QGi QGimax
Uimin Ui Ui max
✓ 约束条件:
✓ 结论: 运用拉格朗日乘数法得出最优分布的条20件20/9:/14
负荷的无功——电压静态特性 系统的无功——电压静态特性
2020/9/14
电压水平的确定
Ф
δ
Ф
U
P UI cos U IX cos UE sin
X
X
Q UI sin U IX sin U E cos U U (E cos U)
X
X
X
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➢ 2.无功补偿:设置除发电机以外的无功电源以满足
P
1
Q
1
QG1
1 Q QG1
QG2 1 Q QG2
P
1
QGn 1 Q QGn
in
in
QGi QLi Q 0
i 1
i1
➢2.无功功率电源的最优分布:
确立了最优分布的等网损微增率准则然后由条件
列出方程组,解出各解,就可得到电源的最优分
布
➢3.注意:
当某点求出的无功容量超过了不等式的约束条
来自百度文库
且小于γeq的节点设置无功功率补偿设备
等网损微增率是无功电源最优分布的准则,而 最优网损微增率或无功功率经济当量则是衡量 无由功上负式荷可最列优出补最偿优的网准损则微。增率准则
1
R
jX S2` 2 消耗QL(感性)
iB 2
iB 2
提供QC(充电 功率)
2020/9/14
Q
P22
Q
2
2
U22
X
B 2
U12
U
2 2
0 0
RT jXT
变压器GT
-jBT
消耗QL 消耗QC
QT
I0% 100
SN
US % 100
S
N
S SN
2
消耗QL
2020/9/14
二.无功功率电源
一.减少系统对无功的需求
➢ 1.为什么要减少无功的需求 因为面对十分低劣的负荷自然功率因数谈无功功
率的最优分布,显然是舍本逐末的. 2.减少无功需求的措施 不使电动机的容量过多地超过被拖动机械所需的功
率 在某些设备上以同步电动机代替异步电动机 异步机同步化
2020/9/14
二.无功功率电源的最优分布
件时,应取这点的无功即为它的极限,然后由其
他点继续做计算求出无功功率
2020/9/14
三.无功功率负荷的最优分配
➢ 1.最优网损微增率准则 在系统中某节点i设置为无功功率补偿的先决条件
是由于设置C补e (偿Qc设i ) 备 C而c节(Q约ci )的费0用大于为设置补
偿设备而耗费的费用.以数学表示式表示则为:
✓ 优点:组合灵活,可分散、集中,可分相补偿;投 资少、有功损耗少(额定容量的0.3~0.5%)
✓ 缺点:电压下降时急剧下降, 不利于电压稳定
同步调相机
✓ 同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发pG 的同步电机或不带PD的同步电机
2020/9/14
✓ 过激运行时发出QG(无功电源) ✓ 欠激运行时吸收QG(无功负荷)
第六章 电力系统无功功率和电压调整
主要内容:
➢ 电力系统中无功功率的平衡 ➢ 电力系统中无功功率的最优分配 ➢ 电力系统的电压调整
2020/9/14
一.无功功率负荷和无功功率损耗
第➢ 1一.节无功电负力荷系:统中无功功率的平衡
以滞后功率因数运行的设备的无功部分
➢ 2. 无功损耗:QD SD sinD 线路
从而,确C定节C点e i(的Qc最i )优 C补c偿(Q设ci备) 的条件是:
2020/9/14
CCce
(Qci (Qci
) )
(P0 P ( )KcQci
)
max
β为单位电能损耗价格 α,γ分别为折旧率和投资回收率 ΔPΣ0,ΔPΣ分别为设置补偿设备前后全网最大负荷下 的有功功率损耗
Kc为电容补偿设备投资 由于
2020/9/14
可得: 令上式对Qci的偏导数为零,可得
式中等号左侧是节点i的网损微增率,等号右侧响应地就称 最优网损微增率,且为负值,表示每增加单位容量无功补偿 设备所能减少的有功损耗。
2020/9/14
P Qci
( )Kc max
eq
γeq表示最优网损微增效。
此准则表明,只应在网损微增率具有负值,
系统电压要求
原因:
✓ 实际的负荷功率因数低(0.7左右),而发电机的高 (0.8~0.9)
✓ 网损中无功损耗>有功损耗 ✓ 无功功率不能远距离输送
所以:就地进行补偿,另装无功电源 无功平衡要求:
全系统平衡(运行、规划设计) 局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。
2020/9/14
第二节 无功功率的最优分布
➢ 1.发电机
✓ 发电机是目前唯一的有功电源,又是基本的无功
电源,发QG的能力与同时发出PG有关,由发电机的
PQ极限曲线决定
PQ极限曲线
✓ 系统中有备用有功电源时,可将负荷中心的发电机 降低功率因数运行,少发有功、多发无功, 有利于 无功的局部平衡,提高系统电压水平。
2020/9/14
➢ 2.电容器和调相机 电容器 QC U 2 / XC U 2C
△QL △QD
✓ 优点: 调节能力强,反应速度快,特性平滑, 可分 相补偿, 维护简单, 损耗小。
✓ 缺点: 最大补偿量正比于电压平方, 电压低时补偿 量小;谐波对电力系统产生污染。
2020/9/14
静止调相机
2020/9/14
✓ 当Ua>UA/K时,调相机向系统输出感性无功 功率
✓ 当Ua<UA/K时,将由系统输入感性无功功率 ✓ 由于此处换流器交流侧电压Ua完全可控,不存
在静止补偿器因端电压取决于系统电压而带来 的缺陷.
➢ 4.并联电抗器(消耗无功)
对高压远距离输电线路而言,它有提高输送能 力,降低过电压等作用.
2020/9/14
三.无功功率的平衡
运行中: QG QD QL
电源
负荷
损耗
规划设计: QN QG QR
设备
备用
2020/9/14
➢1.电压水平的确定