電力系統(tǒng)電壓失衡的原因

電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性對(duì)人們的生活有很大的影響，只有將電力系統(tǒng)的功率保持平衡才能維護(hù)電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，要想使電力系統(tǒng)正常運(yùn)行就必須保證其具備一個(gè)平衡點(diǎn)。負(fù)荷母線上節(jié)點(diǎn)功率的平衡直接影響到電力系統(tǒng)的平衡，平衡點(diǎn)能夠有效的抑制擾動(dòng)，從而達(dá)到維持電力系統(tǒng)電力平衡的目的，如果系統(tǒng)不能很好的維持這種平衡，就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)正常供電造成影響，甚至導(dǎo)致電壓崩潰情況的發(fā)生。

節(jié)點(diǎn)功率失衡多由擾動(dòng)造成的，這將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相位發(fā)生一定的改變。只有各節(jié)點(diǎn)相位運(yùn)動(dòng)幾點(diǎn)呀能保持穩(wěn)定，則電力系統(tǒng)電壓將保持平衡，反之將出現(xiàn)電壓失衡的現(xiàn)象。大多數(shù)的電壓崩潰都是由于無功缺額造成的，這種情況將會(huì)引起擾動(dòng)的發(fā)生，系統(tǒng)電壓將會(huì)呈現(xiàn)無法控制的局面，電壓的持續(xù)下降導(dǎo)致供電不足，從而引起電力系統(tǒng)電壓失衡。擾動(dòng)的情況有很多種，常見的有兩種，可以是來自網(wǎng)絡(luò)部分的電力系統(tǒng)擾動(dòng)，也可以是由動(dòng)態(tài)元件引起的電力系統(tǒng)擾動(dòng)，這兩種擾動(dòng)都破壞了電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)元件的物理平衡，電力系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為和該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)元件的動(dòng)力學(xué)行為有著密切的關(guān)系，不僅相互聯(lián)系而且相互制約。

解決電力系統(tǒng)電壓失衡的措施

輸電線路中線路的無功功率往往會(huì)造成系統(tǒng)的電壓降落，所以要想有效的解決電力系統(tǒng)電壓失衡問題，必須對(duì)輸電線路中傳輸?shù)墓β蔬M(jìn)行無功功率補(bǔ)償，這有這樣才能有效的控制電壓的穩(wěn)定性。控制電壓穩(wěn)定性的自動(dòng)控制裝置分為集中式和分散式。

電壓自動(dòng)控制的集中式是通過對(duì)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度來完成的，采集的過程比較復(fù)雜，需要采集的數(shù)據(jù)也很多，包括對(duì)中樞點(diǎn)的電壓、發(fā)電廠、變壓器接頭位置、發(fā)電廠無功、投入狀態(tài)、無功補(bǔ)償設(shè)備開斷等數(shù)字量和狀態(tài)量等，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，就能盡快對(duì)中樞點(diǎn)電壓進(jìn)行調(diào)整，減小其偏離值，使整個(gè)系統(tǒng)的電壓和無功功率都能順利進(jìn)行閉環(huán)控制。該方式具有自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，是電力系統(tǒng)電壓進(jìn)行自動(dòng)控制的首選方式，能有效解決電力系統(tǒng)電壓的失衡問題。

分散控制法在電力系統(tǒng)彭亨的維護(hù)中運(yùn)用廣泛，我國(guó)目前對(duì)采用這種方式，它可以按照電力系統(tǒng)控制的性質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)和難易程度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整控制，它可以把自身的控制系統(tǒng)分為很多級(jí)別，針對(duì)不同的系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制選擇，這種控制只能起到局部控制的作用，不能控制整個(gè)系統(tǒng)，不是最優(yōu)的控制方式，僅對(duì)對(duì)局部電力系統(tǒng)的失衡起到調(diào)節(jié)作用。此外還可以通過電壓控制設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)電壓失衡進(jìn)行調(diào)整，在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，有很多方式和設(shè)備可以進(jìn)行電壓補(bǔ)償，根據(jù)輸電、發(fā)電可將其分為無功補(bǔ)償調(diào)壓、無載調(diào)壓和發(fā)電機(jī)調(diào)壓。通過發(fā)電機(jī)調(diào)壓能夠?qū)崿F(xiàn)逆調(diào)壓，從而滿足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。

該方法具有局限性，雖然在世界范圍內(nèi)都應(yīng)用廣泛，但它必須與其他調(diào)壓方法配合使用才能完成電力系統(tǒng)的電壓失衡調(diào)節(jié)。也可以使用有載調(diào)壓變壓器對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行變比調(diào)壓，能夠在負(fù)荷和電壓都變化的時(shí)候改變變壓器分接頭的位置，從而進(jìn)行調(diào)壓，這是一種自動(dòng)化的調(diào)壓措施，具有顯著的調(diào)壓功效，該方法可以低壓配電網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線中進(jìn)行分散調(diào)壓。在電力系統(tǒng)無功功率應(yīng)用不充分的時(shí)候通常采用無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行電力系統(tǒng)調(diào)壓。

隨著電力系統(tǒng)電子科技的迅速發(fā)展，電壓的穩(wěn)定性成為電力部門重點(diǎn)研究的課題，由于電力系統(tǒng)電壓失衡對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)及發(fā)展都會(huì)造成嚴(yán)重的損失，我們必須較強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的維護(hù)，才能滿足人們對(duì)國(guó)家電網(wǎng)供電質(zhì)量的要求。

作者簡(jiǎn)介：鐘家洪，1974年，男，漢，贛南醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院教師，江西贛州人，控制理論與控制工程碩士研究生，研究方向?yàn)殡娮樱姎猓詣?dòng)化及計(jì)算機(jī);肖寧，1972年生，男，漢族，江西贛州人贛南醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院教師，電力系統(tǒng)自動(dòng)化碩士研究生，研究方向?yàn)殡娮樱姽ぃ詣?dòng)化。

本文作者：鐘家洪 肖 寧    工作單位：贛南醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院