電力系統(tǒng)分析12-1

1 華南理工大學(xué)電力學(xué)院張勇軍2007年3月 PART12 1 電力系統(tǒng)分析ElectricPowerSystemsAnalysis 2 第十二章電力系統(tǒng)的無功功率平衡和電壓調(diào)整ReactivePowerBalanceandVoltageRegulation 電力系統(tǒng)的無功功率平衡電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的措施 3 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 ReactivePowerBalanceofPowerSystems 4 電壓質(zhì)量的要求 供電電壓偏移VoltageDeviation電壓波動和閃變VoltageFluctuation Flicker電網(wǎng)諧波Harmonics三相不對稱程度PhasesUnbalance 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 5 電壓偏移的不利影響 降低用電設(shè)備的效率和經(jīng)濟性高電壓會降低照明設(shè)備的壽命高電壓會加速設(shè)備絕緣的老化低電壓使異步電動機發(fā)熱損壞 堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生次品 廢品 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 6 電壓和無功功率的關(guān)系 節(jié)點電壓大小決定無功功率分布與流動無功功率的平衡決定系統(tǒng)的電壓水平 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 7 無功功率負(fù)荷 異步電動機 異步電動機消耗的無功功率 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 8 變壓器的無功損耗 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 ExcitationPower ReactivePowerLoss 9 輸電線路的無功損耗 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 CanbeLoadorPower 10 無功功率電源 發(fā)電機Generator同步調(diào)相機Condenser并聯(lián)電容器ShuntCapacitor靜止無功補償器StaticVarCompensator SVC靜止無功發(fā)生器StaticVarGenerator SVG 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 11 Generator 唯一的有功電源 又是最基本的無功電源有快速的無功出力調(diào)節(jié)能力通常發(fā)出感性無功進相運行可以吸收系統(tǒng)中多余的無功功率 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 12 Condenser 過勵磁運行時向系統(tǒng)供給感性無功欠勵磁運行時從系統(tǒng)吸取感性無功能夠平滑改變輸出 或吸取 的無功功率運行維護比較復(fù)雜有功功率損耗較大響應(yīng)速度較慢 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 13 ShuntCapacitor 投資費用較小運行功率損耗小維護較方便調(diào)節(jié)性能比較差分組投切可實現(xiàn)補償功率的不連續(xù)調(diào)節(jié) 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 14 StaticVarCompensator 能夠平滑地改變輸出 或吸收 無功功率運行維護簡單功率損耗較小響應(yīng)時間較短可以分相補償以適應(yīng)不平衡的負(fù)荷變化 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 15 STATCOM 響應(yīng)速度更快運行范圍更寬占地面積小優(yōu)良的可擴展性諧波電流含量更少電壓較低時仍可向系統(tǒng)注入較大的無功電流 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 16 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 無功功率平衡 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 QGC QLD QL Qres 7 8 QLDmax 電源無功容量無功負(fù)荷 網(wǎng)絡(luò)無功損耗無功功率備用 最大無功負(fù)荷 全系統(tǒng)無功功率平衡分地區(qū)分電壓級無功功率平衡按無功功率就地平衡的原則進行無功補償 17 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 例12 1 18 Solution 輸電系統(tǒng)參數(shù)計算得到等值電路無補償?shù)墓β势胶庥嬎阌嬎阆到y(tǒng)總功率需求 42 27 j37 62MVA發(fā)電機按額定功率因數(shù)運行的輸出功率 42 27 j26 2MVA 無功缺額約11Mvar補償后的功率平衡計算補償10Mvar后發(fā)電機出力 41 89 j25 29MVA 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 19 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 補償量可以是其他值嗎 比如15Mvar或20Mvar 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 并聯(lián)電容器通常是安裝若干組并根據(jù)補償需求進行投切的 通常每組容量可以是2 4 3 3 6 4 5 6 8 10Mvar等 20 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 無功功率平衡 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 QGC QLD QL 和電壓水平存在什么關(guān)系 電源無功出力無功負(fù)荷 網(wǎng)絡(luò)無功損耗 21 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 簡單系統(tǒng)的分析 22 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 無功平衡和電壓水平的關(guān)系 Q V關(guān)系 負(fù)荷特性 Va 負(fù)荷增加 V a E增大后 23 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 Conclusion 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 系統(tǒng)的無功電源充足 運行電壓水平高 反之 無功不足 運行電壓水平就低 應(yīng)力求實現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無功平衡 無功功率不宜長距離輸送 負(fù)荷所需的無功功率應(yīng)盡量做到就地供應(yīng) 實現(xiàn)無功功率在額定電壓下的平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件 24 例12 2 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 已知V1 115kV維持不變 負(fù)荷有功PLD 40MW保持恒定 無功功率與電壓平方成正比 即QLD Q0 V2 110 2 試就Q0 20Mvar和Q0 30Mvar兩種情況按無功功率平衡的條件確定節(jié)點2電壓V2 25 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 Solution 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 線路送到節(jié)點2的無功功率 QLD Q0 V2 110 2 26 Q0 30Mvar時V2 103 7kV Q0 20Mvar時V2 107kV 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 1電力系統(tǒng)的無功功率平衡 由無功平衡確定電壓 27 12 2電壓調(diào)整的基本概念 BasicConceptofVoltageRegulation 28 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 35kV及以上供電電壓正 負(fù)偏移的絕對值之和不超過額定電壓的10 7 和 3 10kV及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的 7 220V單相供電電壓允許偏移為額定電壓的 7 和 10 允許電壓偏移 12 2電壓調(diào)整的基本概念 29 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 中樞點 12 2電壓調(diào)整的基本概念 Definition 系統(tǒng)主要的供電點 例如 區(qū)域性水 火電廠的高壓母線樞紐變電所的二次母線有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機電壓母線 30 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 2電壓調(diào)整的基本概念 目的 保證系統(tǒng)中各負(fù)荷點的電壓在允許的偏移范圍內(nèi) 手段 對中樞點的電壓進行監(jiān)視和調(diào)整 電力系統(tǒng)調(diào)壓 僅靠控制中樞點的電壓能否保證所有負(fù)荷點的電壓偏移都在允許范圍內(nèi) 31 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 12 2電壓調(diào)整的基本概念 逆調(diào)壓 在大負(fù)荷時升高電壓 1 05UN 小負(fù)荷時降低電壓 UN 順調(diào)壓 大負(fù)荷時允許電壓稍低 1 025UN 小負(fù)荷時允許稍高 1 075UN 常調(diào)壓 保持為大約恒定的數(shù)值1 02 1 05UN 中樞點的調(diào)壓方式 32 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允許 他人不得使用 電壓調(diào)整的基本原理 12 2電壓調(diào)整的基本概念 33 版權(quán)所有者 張勇軍未經(jīng)書面允