【正文】 《電力系統(tǒng)無功功率控制》【浙江大學(xué)出版社】[8]《電力系統(tǒng)》[電力系統(tǒng)自動化]2000年2月[6]馬維新[中國電機工程學(xué)報]1997年11月[4]胡過根，彭志偉，韓禎祥《關(guān)于電壓穩(wěn)定的初步探討》[2]程浩忠仿真條件如下：（1） STNA230，STNB230，CTNC230為負荷微增模型，；（2） 三個發(fā)電機的參數(shù)標(biāo)于圖上；（3） STNA230節(jié)點的功率初始值；（4） STNB230節(jié)點的功率初始值；（5） CTNC230節(jié)點的功率初始值；（6） 圖中個參數(shù)值為標(biāo)幺值。正常運行時常規(guī)措施保證電力系統(tǒng)具有合理的電壓水平和較小的電壓波動；SVC將提高負荷中心控制電壓的能力，而不得已切負荷則是電壓失穩(wěn)的最后一條防線，也是有效的防線?，F(xiàn)實電壓穩(wěn)定易于破壞的薄弱區(qū)域；當(dāng)切除負荷成為不可避免的手段時，告訴調(diào)度人員在哪些節(jié)點，分別切除多少負荷最為合適。在這方面，負荷預(yù)報顯得非常重要。但是在投資等因素相差不大的條件下，在進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，根據(jù)電壓穩(wěn)定性的要求進行優(yōu)化設(shè)計則是可行的。在電壓穩(wěn)定受到重視的今天，應(yīng)該把電壓穩(wěn)定性作為進行電網(wǎng)規(guī)劃時的一個重要考核項目。法國電力公司采用閉鎖OLTC的措施主要是根據(jù)OLTC變比變化對負荷功率恢復(fù)影響的仿真計算結(jié)果，而沒有考慮OLTC變比變化對負荷注入空間中電壓穩(wěn)定域的影響，其分析是不全面的。如果地區(qū)控制中心連續(xù)3次相隔10s測到參考變電站的電壓小魚預(yù)先整定的門檻值，緊急系統(tǒng)就對所有有關(guān)的ZAB中的EHV/HV變壓器發(fā)出閉鎖分接頭切換裝置的命令。（2）電壓下降時的措施發(fā)生電壓下降后，發(fā)電廠和變電所力求通過獨立主動的恢復(fù)操作，調(diào)整電壓和無功功率的調(diào)整設(shè)備以取得電壓的回升。（1）采用運行目標(biāo)值監(jiān)視這種方法是把系統(tǒng)內(nèi)主要點上鎖確定的運行目標(biāo)電壓（基準(zhǔn)電壓）與在線取得的實際電壓信息進行比較和監(jiān)視。經(jīng)濟上的限制是我們不可能在所有的負荷中心裝設(shè)足夠的無功補償裝置和功能強大的控制裝置，如果以最嚴(yán)重的情況來安排補償裝置，勢必造成部分裝置的利用率極低，這在生產(chǎn)實際中是行不通的。（3）在受端接入同步電機根據(jù)電壓的變化，配置可以調(diào)整無功功率的同步調(diào)相機或SVC，可以提高維持受端電壓恒定的能力。增加調(diào)相設(shè)備時，需要綜合的探討發(fā)電機的運行功率因數(shù)以及包括用戶調(diào)相設(shè)備的運行方式。當(dāng)然，發(fā)電機隨著額定功率因數(shù)的減小而增加了重量，提高了價格，經(jīng)濟性方面需要與并聯(lián)電容器（SC）的增加費一起進行綜合性的比較研究。日本注重于無功源，尤其是并聯(lián)電容補償裝置和SVC的超前控制，形成了一套提高電壓穩(wěn)定性的自動控制方案；法國電網(wǎng)的方案強調(diào)了按時間分級抑制的原則，在重視無功功率控制的同時，突出了OLTC合理控制的必要性。在動態(tài)情況下，當(dāng)電力系統(tǒng)受到擾動后，因為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的施勵和負荷端電壓下降，負荷需求減少，系統(tǒng)能保持電壓穩(wěn)定，而后，由于OLTC的連續(xù)調(diào)節(jié)使負荷端電壓升高，供電得以恢復(fù)，同時OLTC原方電壓下降，電流上升，發(fā)電機無功功率越限，其連鎖反應(yīng)使負荷電壓急劇下降。電力系統(tǒng)中靜態(tài)電壓水平主要由無功功率平衡條件決定，電壓崩潰被劃入靜態(tài)問題，基于潮流方程的各種靜態(tài)判據(jù)廣泛使用，本質(zhì)都是以電力網(wǎng)的極限輸送能力作電壓崩潰的臨界點。（3）發(fā)電機每臺發(fā)電機用一個電抗X后的電壓源來模擬。然而，這里假設(shè)在感性的時間間隔內(nèi)系統(tǒng)的頻率保持不變，故在本模型中不在予以考慮。于是可以把方程（）改寫成注意，且是當(dāng)電壓V處于穩(wěn)態(tài)時的無功損耗。（1）負荷 （）式中，即系數(shù)K依從于電壓。當(dāng)系統(tǒng)的軌跡在收縮的葉子的外邊時，就會發(fā)生電壓崩潰。SVC的基本功能是以電力網(wǎng)中吸收或向電力網(wǎng)輸送可連續(xù)調(diào)節(jié)的無功功率，以維持裝設(shè)點的電壓的恒定，并有利于電網(wǎng)的無功平衡。同步調(diào)相機是電力系統(tǒng)中的一種無功功率電源，是專用的空載運行下的大容量同步發(fā)電機，其原理與發(fā)電機同，只不過假定調(diào)相機的輸出無功（滯后）為： （）、當(dāng)時Q0過勵磁，同步調(diào)相機輸出滯后無功，其極限值為；當(dāng)時Q0欠勵磁，同步調(diào)相機吸收滯后無功，其極限值為。發(fā)電機是最基本最有效的無功補償裝置。其中為電源與節(jié)點間的傳輸阻抗已歸算到高壓側(cè)。無功補償?shù)牡谌齻€目的是平衡負荷。在能量轉(zhuǎn)化過程中有功才是真正有用的，多余負荷電流對用戶是一種浪費，而電力部門也不希望希望從發(fā)動機相負荷輸送不必要的無功，故大的功率因數(shù)一致是電力部門的一個重要目標(biāo)。其目的有三個：（1）功率因數(shù)校正（2）改善電壓調(diào)節(jié)（3）負荷平衡。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)無功功率短缺時系統(tǒng)所接的電壓降下降，減少其向系統(tǒng)吸收的無功，才能達到無功功率的平衡。式（）還表明，如果遠處電源經(jīng)輸電線路向負荷提供無功功率，會使沿線路各點的電壓下降，甚至不能滿足質(zhì)量要求，同時使線路和變壓器的有功和無功損耗也都增加。以下圖所示的簡單輸電線為例加以說明。通常當(dāng)機械轉(zhuǎn)矩模型（）在停轉(zhuǎn)點有一個非零點（如（1）≠0），這可解釋為：如果啟動電磁轉(zhuǎn)矩超過機械轉(zhuǎn)矩（（V,1）（1）），則式（）作用轉(zhuǎn)子加速。它的特性可被模擬為：S綜合了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，我們得到合成機械轉(zhuǎn)矩模型：。二次轉(zhuǎn)矩電動機的P、。 二次轉(zhuǎn)矩模型當(dāng)很小時，唯一的定點近于同步速度。相比而言，其無功特性有較大不同。當(dāng)V，只有一個小的負斜率。這樣得到感應(yīng)電動機的單線圖（）。而對U點，轉(zhuǎn)差的微小增加會導(dǎo)致不足，以致電動機減速，更增大了轉(zhuǎn)差，直至電動機制動S=1。當(dāng)時，它與曲線交于兩點（、U兩點）；當(dāng)時無交點，只是電動機制動并減速至停機；當(dāng)很小時，第二個交點位于S1的區(qū)域。機械轉(zhuǎn)矩影響下的電動機的特性。負荷增大轉(zhuǎn)差亦增大?！慈霑r的戴維南等效電路 （） （）’看入時的等效電路，從電動機獲取的定子電流I， （） （）定子通過氣隙串到轉(zhuǎn)子上的單機組功率成為氣隙功率， ()從中減去轉(zhuǎn)子所損耗后，可得到通過電磁轉(zhuǎn)矩得到的功率， （）而單機電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子速度相乘后也可得到此功率， （）比較（），（）可得出， （），我們知道轉(zhuǎn)矩是和轉(zhuǎn)差的函數(shù)，即有 （）或則是終端電壓和轉(zhuǎn)差的函數(shù)，即 （）。圖中、是定子和轉(zhuǎn)子漏抗，是勵磁電抗所有的阻抗都以轉(zhuǎn)化到定子側(cè)。負荷動態(tài)用以下公式表示： （）負荷動態(tài)在穩(wěn)定是有： （）一般情況下，則利用式（）可得狀態(tài)變量x是z，v的函數(shù)， （）h滿足： （） （） （）,是負荷穩(wěn)定特性，且,于負荷狀態(tài)變量x無關(guān)。(a) a= b= c= (b) a= b= c=我們已經(jīng)知道負荷消耗的能量決定于他們的電壓特性，當(dāng)負荷為純靜態(tài)時這種決定關(guān)系是不變的，當(dāng)負荷為動態(tài)變化時，它們之間的關(guān)系會隨時間改變。其表達式為：其中，為時負荷所消耗有功和無功。假定基準(zhǔn)電壓為，此時負荷的有功功率為，則有功對于電壓的靈敏度為：對無功功率亦有類似的表達式，整理兩個式子，得到（在時求取靈敏度） （） （）這樣整定后的有功功率和無功功率的靈敏度等于相應(yīng)地負荷指數(shù)，且整定后的靈敏度對任何基準(zhǔn)電壓都相同。指數(shù)型負荷時一種廣泛使用的負荷特性，表達式是如下： （） （）Z是無量綱的需求變量，是基準(zhǔn)電壓，指數(shù)、決定于負荷的類型。首先我們介紹與電壓相關(guān)的負荷。第四章 負荷特性負荷的動態(tài)響應(yīng)是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定的的重要因素，它能影響系統(tǒng)電壓的動態(tài)變化，甚至?xí)?dǎo)致電壓崩潰?？傊?，、而式（）具有普遍意義，不論系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，從系統(tǒng)中某一節(jié)點看向系統(tǒng)，在任一瞬間都可以把外部系統(tǒng)等價為一個電源電動勢經(jīng)傳輸阻抗節(jié)點供電的單機系統(tǒng)。如此，不但由于P減少時曲線回移外，還由于負荷消耗的Q減少，進一步使運行點電壓上升，避免了電壓崩潰的發(fā)生。當(dāng)下降的新電壓值滑過此種方式下（）中相應(yīng)曲線的最高點，受端電壓崩潰現(xiàn)象出現(xiàn)。（4）當(dāng)系統(tǒng)電源電動勢下降，一般結(jié)果是其受端電壓也將下降，從而引起負荷P，Q值的變化。需要說明的是：（1）單負荷由系統(tǒng)吸收無功功率時Q0，而當(dāng)負荷向系統(tǒng)輸送無功時Q0；（2）P，Q均為對應(yīng)于相應(yīng)電壓U值下的標(biāo)幺值。 供電點的電壓穩(wěn)定首先，我們要研究一個供電點的電壓穩(wěn)