【正文】 lable Transfer Capability(ATC))分析將求出在無越限條件下電力系統(tǒng)兩個部分最大有功功率傳輸量。最常見的情況，是在系統(tǒng)的兩個區(qū)域之間進(jìn)行傳輸。Power World程序的可用傳輸容量（ATC)分析需要用到其它幾個工具： 功率傳輸分配因子（Power Transfer Distribution Factors(PTDFs)）：指定功率傳輸（輸入功率的改變）對電力系統(tǒng)元件線性影響。 線路開斷分配因子（Line Outage Distribution Factors(LODFs)）：指定線路開斷對電力系統(tǒng)元件線性影響。 事故分析（Contingency Analysis）：研究一系列事故對系統(tǒng)的影響。 極限監(jiān)視設(shè)置（Limit Monitoring Settings）：設(shè)置監(jiān)視系統(tǒng)中元件是否限。當(dāng)使用仿真器的可用傳輸容量(Simulator’sATC)分析工具時，不需要直接使用以上其它工具，而是由仿真器使用后臺的設(shè)置和算法計算可用傳輸容量(ATC)。在單向傳輸時，仿真器提供了三種方法計算可用傳輸容量(ATC)，即線性化全交流法、無損直流法、帶移相器的無損直流法。第五章 區(qū)域電網(wǎng)的建模與運行分析 區(qū)域電網(wǎng)的建模過程通過某區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整理與分析，對此區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行了模型簡化，通過Power World Simulator13對電網(wǎng)的各個元件進(jìn)行了仿真，其仿真圖如下示 區(qū)域電網(wǎng)建模分析 電網(wǎng)的運行與分析(1)電網(wǎng)的潮流運行圖單擊運行，進(jìn)入運行模式，進(jìn)行潮流運行調(diào)試，在運行模式下，點擊Play 鍵，如下圖 ，則開始按已設(shè)置好的參數(shù)運行潮流圖 電網(wǎng)的潮流運行圖（2） 潮流列表分析 功率潮流列表在更常用的基于文本的表格中顯示系統(tǒng)的功率潮流的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。這是給需要詳細(xì)了解潮流信息的用戶提供的，包括母線的單位電壓，母線負(fù)荷和發(fā)電機，還有與母線相連的線路和變壓器的潮流。本實例的區(qū)域電網(wǎng)主要是用十六個節(jié)點構(gòu)成，其中主要包括7號漢中變節(jié)點，8號最大負(fù)載節(jié)點，6號有電源節(jié)點，19號有電源節(jié)點。以及其他一些節(jié)點。 最大與最小運行方式 電力系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、合理運行，或者滿足檢修工作的要求，需要經(jīng)常變更系統(tǒng)的運行方式，由此相應(yīng)地引起了系統(tǒng)參數(shù)的變化。在設(shè)計變、配電站選擇開關(guān)電器和確定繼電保護(hù)裝置整定值時，往往需要根據(jù)電力系統(tǒng)不同運行方式下的短路電流值來計算和校驗所選用電器的穩(wěn)定度和繼電保護(hù)裝置的靈敏度。 最大運行方式，是系統(tǒng)在該方式下運行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式的短路電流值來校驗所選用的開關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運行方式，是系統(tǒng)在該方式下運行時，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運行方式的短路電流值來校驗繼電保護(hù)裝置的靈敏度。 最大運行方式各節(jié)點信息如下： 最大運行方式下節(jié)點潮流信息 ，實際電壓為基準(zhǔn)電壓與標(biāo)幺電壓的乘積，所以很直觀的標(biāo)幺電壓大于1這是實際電壓大于基準(zhǔn)電壓，相反這是實際電壓小于基準(zhǔn)電壓。從上圖可以得到的信息是8號節(jié)點的實際電壓大大的低于基準(zhǔn)電壓，接近崩潰。17號節(jié)點的實際電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基準(zhǔn)電壓。而其他各節(jié)點的實際電壓大部分都是要大于基準(zhǔn)電壓。所以此時的電網(wǎng)中8號節(jié)點是薄弱環(huán)節(jié)。 對上述模型進(jìn)行改進(jìn)在8號節(jié)點上并聯(lián)補償器，在17號節(jié)點上加裝三相調(diào)壓器 優(yōu)化后最大運行方式下的節(jié)點潮流信息如圖所示按上述方法對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化后，各節(jié)點的標(biāo)幺電壓趨近于1。這就大大加強了該電網(wǎng)模型各個節(jié)點的電壓穩(wěn)定性。 最小運行模式運行圖各節(jié)點信息如下： 最小運行方式下節(jié)點潮流信息 伴隨著各個節(jié)點的負(fù)荷不斷緩慢的減小，各個節(jié)點的電壓各有變化。其中8號節(jié)點的電壓偏低，17號節(jié)點的電壓偏高，很快就要到達(dá)崩潰的邊緣。所以在此運行狀態(tài)下17號節(jié)點為該電網(wǎng)的薄弱狀態(tài)。 對上述模型進(jìn)行優(yōu)化8號節(jié)點上串聯(lián)補償器，在17號節(jié)點上加裝三相調(diào)壓器。各節(jié)點信息如下： 優(yōu)化后最小運行方式下的節(jié)點潮流信息 如圖所示按上述方法對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化后，各節(jié)點的標(biāo)幺電壓趨近于1。這就大大加強了該電網(wǎng)模型各個節(jié)點的電壓穩(wěn)定性。 各節(jié)點電壓穩(wěn)定性分析 在Power World simulator ： 建立QV曲線過程 啟動QV分析后軟件自動分析數(shù)據(jù)完成后如圖所示： 節(jié)點數(shù)據(jù)分析 然后選擇繪圖選項，以節(jié)點1為例選擇橫軸，縱軸各代表什么。： 繪制PV曲線過程 點擊繪圖 則系統(tǒng)自動生成節(jié)點1的PV曲線圖 PV曲線 對節(jié)點1生成的QV曲線圖 QV曲線 QV曲線更好理解，右半支是穩(wěn)定的，即隨著節(jié)點的注入無功的增大，V要增大，電壓穩(wěn)定性基本穩(wěn)定了。第六章 提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的措施 提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的必要性電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，是電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要因素。當(dāng)電壓偏移過大時，會影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，損害設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)的“電壓崩潰”，造成大面積停電。分別說明如下：系統(tǒng)電壓降低時，發(fā)電機的定子電流將因其功率角的增大而增大。如這電流源已經(jīng)達(dá)到額定值，則電壓降低后，將使其超過額定值。為使發(fā)電機定子繞組不至過熱，不得不減少發(fā)電機所發(fā)功率。相似地，系統(tǒng)電壓降低后，也不得不減少變壓器的負(fù)荷。當(dāng)系統(tǒng)電壓降低時，各類負(fù)荷中比重最大的異步電機的轉(zhuǎn)差率增大，從而，電動機各繞組中的電流將增大，溫升將增加，效率降低，壽命縮短。而且，某些電動機驅(qū)動的生產(chǎn)機械的的機械轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速高次方成正比，轉(zhuǎn)差增大、轉(zhuǎn)速下降時，其功率迅速減少。而發(fā)電廠用電動機組功率的減少又反而影響鍋爐、汽輪機的工作，影響發(fā)電廠所發(fā)功率。尤為嚴(yán)重的是，系統(tǒng)電壓降低后，電動機啟動過程將大為增長，電動機可能在啟動過程中因溫度過高而燒毀。系統(tǒng)電壓過高將使所有電氣設(shè)備絕緣受損。而且，變壓器、電動機等的鐵芯要飽和，鐵芯損耗增大，溫升將增加，壽命將縮短。至于因系統(tǒng)中無功功率短缺，電壓水平低下，某些樞紐變電所母線電壓在微小擾動下頃刻之間大幅度下降的“電壓崩潰”現(xiàn)象，則更是一種將導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解的災(zāi)難性事故。 綜上所述，在保證系統(tǒng)無功功率平衡的基礎(chǔ)上，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使其偏移和波動在允許的范圍內(nèi)，是系統(tǒng)運行的一重要環(huán)節(jié)。 電壓波動和電壓管理 電壓波動在討論電壓調(diào)整時，可將有功、無功負(fù)荷的變動以及這些變動引起的電壓偏移分成兩類。習(xí)慣上所謂的電壓調(diào)整僅針對周期長、波及面積大，主要由生產(chǎn)、生活和氣象變化引起的負(fù)荷和電壓變動。但實踐證明，沖擊性或間歇性的負(fù)荷引起的電壓波動的波及面積雖不如前者大，但對系統(tǒng)電壓的不良影響也不容忽略。屬于這一類的負(fù)荷主要有往復(fù)式泵、電弧爐、卷揚機、通風(fēng)設(shè)備等等。其中： 往復(fù)式泵、壓縮機等引起的電壓波動頻率大約為2~20Hz 電弧爐、電焊機等引起的電壓波動頻率大約為 ~2Hz 卷揚機、~10次/min 通風(fēng)設(shè)備、礦井水泵等引起的電壓波大約 為2~30次/H。在這類負(fù)荷中，以電弧爐最受人注意，因為電弧爐負(fù)荷電流大，可達(dá)A。而且，電弧爐負(fù)荷變動的頻率最容易造成不良后果。限制這類負(fù)荷變動所引起的電壓波動的措施很多。諸如：由大容量變電所以專用母線或線路單獨向這類負(fù)荷供電；在發(fā)生電壓波動的地點和電源之間設(shè)置串聯(lián)電容器；在這類負(fù)荷附近設(shè)置調(diào)相機，并在其供電線路上串聯(lián)電抗器；在這類負(fù)荷的供電線路上設(shè)置靜止補償器。在這些措施中，串聯(lián)電容器的作用顯然在抵償線路等的感抗，從而限制電壓波動的幅度。調(diào)相機的作用在于供給波動負(fù)荷的無功功率；與之配合使用的電抗器則相似于發(fā)電廠或變電所的出線電抗器，起維持公共母線電壓的作用。至于靜止補償器，則以飽和電抗器型的效果最好，它幾乎可以完全消除電壓波動。因為其伏安特性現(xiàn)實，其隨端電壓的下降，其電流自動地由感性轉(zhuǎn)變?yōu)槿菪?，從而輸電線路中的電壓降落將因此而減小，一般負(fù)荷的供電電壓將因此而維持恒定。 電壓管理 解決了電壓波動問題，就可以進(jìn)而討論一般所謂的電壓調(diào)整。這種電壓調(diào)整針對由以下幾種原因引起的電壓變動：由于生產(chǎn)，生活，氣象變化帶來的、大體上也就是討論調(diào)頻問題時所謂的第三種負(fù)荷變動；個別設(shè)備因故障而退出運行造成的網(wǎng)絡(luò)阻抗的變化；系統(tǒng)結(jié)線方式改變引起的功率分布和網(wǎng)絡(luò)阻抗變化。上述種種原因引起的電壓變動相當(dāng)可觀，在較大的電力系統(tǒng)中，最大電壓損耗可能達(dá)到20%~30%以上。但由于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負(fù)荷極多，如對每個用電設(shè)備電壓都進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整，不僅沒有可能，而且也無必要。電力系統(tǒng)電壓的的監(jiān)視和調(diào)整可通過監(jiān)視、調(diào)整電壓中樞點的電壓而實現(xiàn)。所謂電壓中樞點是指某些可反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。因為很多負(fù)荷都由這些中樞點供電，如能控制住這些點的電壓偏移，也就控制住了系統(tǒng)中大部分負(fù)荷的電壓偏移。于是，電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整問題也就轉(zhuǎn)化為保證各電壓中樞點的電壓偏移不越出給定中樞點的問題。為對中樞點電壓進(jìn)行控制，必須先確定中樞點電壓的允許變動范圍，即不等約束條件。如由中樞點供電的負(fù)荷變化規(guī)律大體相同，考慮到高峰負(fù)荷時供電線路上電壓損耗大，將中樞點電壓適當(dāng)升高以抵償部分甚至全部電壓損耗的增大；低谷負(fù)荷時供電線路上電壓損耗較小，將中樞點電壓適當(dāng)減低以抵償部分甚至全部電壓損耗的減小，這完全有可能滿足負(fù)荷對電壓質(zhì)量的要求。這種高峰負(fù)荷時升高電壓、低谷負(fù)荷時減低電壓的中樞點調(diào)壓方式稱逆調(diào)壓。供電線路較長、負(fù)荷變動較大的中樞點往往采用這種調(diào)壓方式。逆調(diào)壓時，高峰負(fù)荷時可將中樞點電壓升高至105%，低谷負(fù)荷時將其下降為。與逆調(diào)壓相對，供電線路不長，負(fù)荷變動不大的中樞點，允許采用順調(diào)壓。所謂順調(diào)壓，就是高峰負(fù)荷時允許中樞點電壓略低；低谷負(fù)荷時，允許中樞點電壓略高。一般，順調(diào)壓時，%,%介于上述兩種情況之間的中樞點，還可以采用恒調(diào)壓，即在任何負(fù)荷下都保持中樞點電壓為一基本不變的數(shù)值，例如，（102%~105%）。 提高電壓穩(wěn)定性措施的分類 提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的措施應(yīng)該是綜合的、多方面的，各種措施既針對特定的現(xiàn)象（如暫態(tài)電壓穩(wěn)定性、中長期電壓穩(wěn)定性）又相互配合，共同發(fā)揮作用。目前，在電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運行和管理環(huán)節(jié)中，都應(yīng)當(dāng)考慮相應(yīng)的施以提高電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。（1）優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電壓失穩(wěn)事故通常發(fā)生在重載的電力系統(tǒng)中，然而，通過研究后發(fā)現(xiàn)，所謂的重載并不是指電力系統(tǒng)中的大部分線路負(fù)載都很重，實際情況往往是電壓失穩(wěn)事故發(fā)生前的電網(wǎng)整體負(fù)載率并不太高，大部分線路負(fù)載還比較輕。因此，在規(guī)劃設(shè)計階段就必須合理規(guī)劃和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)中有足夠的傳輸能力，盡量避免多回并行線路或交直流并聯(lián)線路發(fā)生故障，引起大規(guī)模負(fù)荷轉(zhuǎn)移而導(dǎo)致連鎖故障引發(fā)電壓崩潰事故。（2）加強無功規(guī)劃。無功規(guī)劃的基本要求是分析電網(wǎng)穩(wěn)定和動態(tài)運行條件下的無功特性，合理配置無功補償設(shè)備和電壓調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手段，改善、控制和優(yōu)化無功功率在全網(wǎng)中的分配和流動，以達(dá)到提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、抑制線路電壓升高、滿足正常運行和事故擾動后電網(wǎng)安全運行和電壓的調(diào)控需求。無功規(guī)劃應(yīng)該滿足分層分區(qū)的原則、滿足正常和事故后方式電壓的運行標(biāo)準(zhǔn)、滿足事故擾動下的電網(wǎng)穩(wěn)定性及動態(tài)無功備用的要求。（3）在負(fù)荷中心配備足夠的無功補償設(shè)備。從理論研究及對歷次電壓失穩(wěn)事故的分析來看，電力系統(tǒng)發(fā)生崩潰的一個重要的原因是系統(tǒng)中的無功補償容量不足。因此，在電網(wǎng)規(guī)劃階段就必須考慮足夠的無功補償容量（包括靜態(tài)、動態(tài)無功補償容量），使負(fù)荷中心（受端電網(wǎng)）有充裕的無功調(diào)節(jié)能力和堅強的電壓支撐，并留出一定的裕度滿足未來負(fù)荷增長的需要。 調(diào)度運行階段的措施（1）運行方式優(yōu)化。電力系統(tǒng)是一個非線性大系統(tǒng)，在一定的負(fù)荷條件下，存在滿足發(fā)電與送電要求的多種潮流狀態(tài)，即系統(tǒng)存在多個可行的平衡點。合理選擇適當(dāng)?shù)氐钠胶恻c，使系統(tǒng)運行平衡點有較大的電壓穩(wěn)定裕度，是提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的重要措施。此外，在某些運行方式下，系統(tǒng)中存在可能導(dǎo)致電壓失穩(wěn)的故障模式，調(diào)整運行方式常?？梢员苊膺@種潛在的危險。（2）無功補償優(yōu)化。無功補償優(yōu)化能夠在保證系統(tǒng)電壓安全的基礎(chǔ)上，減少線路上的無功傳輸，幫助實現(xiàn)無功的分成分區(qū)平衡，在提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的同時，還能減少線路有功損耗，降低系統(tǒng)的運行費用，提供電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)效益。（3）建立電壓安全監(jiān)視與控制系統(tǒng)，實時監(jiān)控電網(wǎng)的電壓及無功狀況。利用實時監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)度人員可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)，在事故發(fā)生之前就采取措施消除系統(tǒng)中的隱患。（4）加強用戶側(cè)功率因數(shù)管理。加強用戶側(cè)功率因數(shù)管理可以減少用戶從電網(wǎng)吸收的無功功率的數(shù)量，在系統(tǒng)側(cè)無功補償容量一定的情況下，相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的無功備用。 實時控制方面的措施（1）低壓減負(fù)荷。低壓減負(fù)荷是目前最有效的解決電壓穩(wěn)定問題的措施之一，具有原理簡單、可靠性高的特點，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中都被廣泛采用。低壓減負(fù)荷可分為集中控制型和分散型兩種，我國目前采用的基本都是分散型低壓減負(fù)荷控制。（2）低壓解列。低壓解列的作用是在事故蔓延到整個電網(wǎng)之前，對地區(qū)性供電網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域電網(wǎng)實現(xiàn)裂解，阻止事故范圍的進(jìn)一步擴展，避免全網(wǎng)性的崩潰性事故發(fā)生。低壓解列具有一定的風(fēng)險性，另外裝置的參數(shù)整定也比較困難。在實際的工程中，要根據(jù)電網(wǎng)的具體情況進(jìn)行整定和校核，以保證裝置的可靠性。（3）OLTC分接頭緊急控制。OLTC是電力系統(tǒng)主要的電壓控制設(shè)備之一。當(dāng)負(fù)荷受到大擾動后，如果負(fù)荷側(cè)電壓水平偏低，OLTC會自動調(diào)整分接頭來恢復(fù)負(fù)荷側(cè)電壓水平，從而恢復(fù)相應(yīng)的負(fù)荷功率，但是分接頭調(diào)整只是調(diào)整了無功功率在不同電壓等級的分配關(guān)系，并不能新增無功功率，提高負(fù)荷側(cè)電壓水平則必然會降低主網(wǎng)側(cè)電壓水平，從而又影響到負(fù)荷側(cè)電壓，最終可能會導(dǎo)致電壓崩潰故障。為了避免和阻止電壓崩潰，當(dāng)分接頭的變化不利于系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，電源側(cè)電壓下降時需要閉鎖變壓器分接頭，當(dāng)電壓恢復(fù)時解除閉鎖。（4）直流輸電快速控制。直流輸電輸送的有功功率和換流器消耗