20060412.电压无功控制原理及控制策略资料

电压无功控制原理及控制策略电压无功控制原理电压无功控制策略电压质量和无功影响330kV酒钢工程系统网络图电压质量是衡量电能主要质量指标之一。电压质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，而实现无功的分层、分区就地平衡是降低网损的重要手段。电压质量对负荷的影响照明负荷对电压的影响是敏感的对于异步电机，电动机温度升高，可能会烧毁电机；电压升高时，甚至可能造成谐波谐振。对于半导体器件、集成电路、磁芯装置，对电压都极敏感，电压过高和电压过低都会严重影响其工作。电力网运行的经济性电力网的功率损耗与电能损耗是电力网运行的一个重要的经济指标当系统负荷功率一定时，网络的有功损耗越大，所需要发电设备容量越大，增加发电设备投资，消耗能源，使电力系统的成本增加。电能的损耗电能的损耗在由两部分组成导线和变压器绕组的电阻损耗，这部分损耗和通过元件的电流有关，输送的功率越大，损耗越大，属于可变损耗。输电线和变压器中并联电导中的有功损耗，如输电线的电晕损耗，变压器的铁芯损耗，此部分损耗同施加在其上的电压有关，由于电力网对电压的要求，此部分可认为基本不变，称为固定损耗。无功功率的平衡和电压水平Ua0Q21’2’1UNU曲线1表示系统等值无功电源的无功电压静态特性曲线2表示系统等值负荷的无功电压静态特性无功功率的平衡和电压水平电力系统中所有无功电源发出的无功功率，是为了满足整个系统无功负荷和网络无功损耗的需要，在任何时刻，电源发出的无功功率总是等于同时刻系统负荷和网络的无功损耗之和。负荷增加后,系统的无功电源已经不能满足在电压UN下的无功平衡需要,只好降低电压水平,以取得在较低电压下的无功功率平衡。电力系统的调压措施发电机通过升压变压器、线路和降压变压器向用户供电，要求调整负荷节点b的电压Ub，b点的电压为：UGbR+jXK1:1K2:1P+jQ2121b/)(/)(KUQXPRKUKUKUUGGG电力系统的调压措施为调整用户端电压Ub，可采取的措施是：改变发电机端电压Ub；改变变压器变比K；增加无功补偿装置，减少网络传输的无功功率；改变线路的参数（电抗电阻）。无功功率补偿调压在b点负荷侧增加容量为的无功补偿装置后：cQ2121b/)c)((/)(KUXQQPRKUKUKUUGGG无功功率补偿调压改变变压器分接头调压虽然是一种简单而经济的调压手段，但改变分接头并不能增减无功功率。当整个系统无功功率不足引起电压下降时，要从根本上解决系统电压水平问题，就必须增设新的无功电源。功功率补偿调压就是通过在负荷侧安装同步调相机、并联电容器或静止补偿器，以减少通过网络传输的无功功率，降低网络的电压损耗达到调压得目的。无功功率补偿调压在系统无功功率充裕时，首先考虑采用改变变压器变比调压。当系统无功功率不足时，不宜采用调整变压器变比的方法来提高电压，因为当某一地区的电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区所需的无功功率也增大了，就可能扩大系统得无功缺额，从而导致整个系统电压水平更加下降，这时必须增设无功补偿容量。无功功率补偿调压无功功率的就地补偿虽然需要增加投资，但这样不仅能提高运行电压水平，还能通过减少无功功率在网络中的传输而降低网络的有功功率损耗。降低电能损耗的技术措施tLTtLTdRUSdRI3022320L10103A输电线的电能损耗如下（系统正常运行，忽略电晕）：变压器的电能损耗如下：属于固定损耗损耗对应变压器的空载有功,10T103TA0302203200LPdRUSPdRIPtLTtLT降低电能损耗的技术措施提高电力网负荷的功率因数：提高电网的功率因数意味着在电网传输相同的有功功率的情况下减少了网络的功率损耗。实行无功功率就地补偿，在用户处或靠近用户的变电所中，装设无功功率补偿装置，以实现无功功率的就地补偿，限制无功功率在电网中的传送，提高用户的功率因数，从而降低配电网的电能损耗。调节分接头对电压和无功的影响上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降（对升档升压方式而言，对升档降压方式则相反）。UQ上调分接头下调分接头调节分接头对电压和无功的影响调节容抗器对电压和无功的影响投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降；投入电抗器无功上升、电压下降，切除电抗器无功下降、电压上升UUQ投入电容器（切除电抗器）切除电容器（投入电抗器）调节容抗器对电压和无功的影响九域图法在九个域内采取相应的控制策略，即九域图法UGBQ+/COS-Q-/COS+U+U-UDB213847956九域图法电压越限UUUUqUUUGBqUUUDB：电压越上限：电压越下限：3区电压上限（△Uq为投切一组电容器影响电压的最大值）：7区电压下限（△Uq为投切一组电容器影响电压的最大值）九域图法无功越限可以选择以无功作判据，也可选择以功率因数作判据。其中功率因数上限定值COS+可以设为正数，也可设为负数：为正数时表示不允许倒送无功，为负数时表示允许倒送少量无功。九域图法QQQQCOSCOS0QCOSCOS0QCOSCOSCOS0QCOS：无功越上限：无功越下限：功率因数越下限：功率因数越上限（为正）且：功率因数越上限（为负）且或ACBQCOSφ九域图法控制策略域序号域说明控制策略1电压越上限无功正常/功率因数正常常规模式：下调分接头，如果分接头不可调则切除电容器；电容器优先模式：切除电容器，若切电容器会导致无功/功率因数越限或者无电容器可切，则下调分接头，如果分接头不可调，则强切电容器。2电压越上限无功越上限/功率因数越下限下调分接头，如果分接头不可调则切除电容器。3电压正常无功越上限/功率因数越下限电压小于UGB时，投入电容器，若无电容器可投，则不动作；电压大于UGB时，如果有可投的电容器则下调分接头，否则不动作。九域图法控制策略域序号域说明控制策略4电压越下限无功越上限/功率因数越下限投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分接头不可调，则强投电容器。5电压越下限无功正常/功率因数正常常规模式：上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器；电容器优先模式：投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分接头不可调，则强投电容器。6电压越下限无功越下限/功率因数越上限上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器。九域图法控制策略域序号域说明控制策略7电压正常无功越下限/功率因数越上限电压大于UDB时，切除电容器，若无电容器可切，则不动作；电压小于UDB时，如果有可切的电容器则上调分接头，否则不动作。8电压越上限无功越下限/功率因数越上限切除电容器，若切电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可切，则下调分接头，如果分接头不可调，则强切电容器。9电压正常无功正常/功率因数正常中压侧越上限，下调分接头；中压侧越下限，上调分接头；中压侧电压正常，不动作。十七域图法控制策略在十七个域内采取相应的控制策略，即十七域图法。十七域图法控制策略ΔUu为主变调一档所引起的电压变化最大值。ΔUq为电容器投切一个所引起的电压变化最大值。ΔQu为主变调一档所引起的无功变化最大值。如难以得到，可不给定。ΔQq为电容器投切一个所引起的无功变化最大值，就是电容器的容量，要求输入。十七域图法控制策略动作区只调电压只调无功电压优先无功优先综合考虑12121212121降切----降切降切降切10降切----降切降--降--11切降----切降切--切--十七域图法控制策略动作区只调电压只调无功电压优先无功优先综合考虑12121212122降切降投降切降投降--3----投--投--投--投--30----投降降--降投降--十七域图法控制策略动作区只调电压只调无功电压优先无功优先综合考虑121212121231----投--投--投--投--4投升投--投升投升投升5升投----升投升投升投十七域图法控制策略动作区只调电压只调无功电压优先无功优先综合考虑121212121250升投----升投升--升--51投升----投升投--投--6升投升切升投升切升--十七域图法控制策略动作区只调电压只调无功电压优先无功优先综合考虑12121212127----切--切--切--切--70----升切升--升切升--71----切--切--切--切--8切降切--切降切降切降9--------------------