電力系統(tǒng)的使用，保證了我們的基本生活。通過電力系統(tǒng)，我們能夠?qū)﹄娏Φ氖褂眉右钥刂啤Ｉ掀恼轮校【帉θ绾伪ＷC電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有所闡述。為增進大家對電力系統(tǒng)的認(rèn)識，本文將詳細(xì)探討如何提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性。如果你對電力系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、何為電力系統(tǒng)
電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、優(yōu)質(zhì)的電能。
電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源(水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠)，變電所(升壓變電所、負(fù)荷中心變電所等)，輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。
二、提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施
電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到某種微小的擾動且擾動消失后，不發(fā)生自激振蕩后或非同期失步。自動恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。
下面由簡單系統(tǒng)功—角特性方程式可知，在傳輸功率一定的情況下，發(fā)電機可能的極限功率愈大，則靜穩(wěn)定極限也愈高，相應(yīng)的靜態(tài)穩(wěn)定性能就愈好。而要提高靜穩(wěn)定極限則可以提高電源電勢和受端電壓。減小電抗。提高電源電勢和系統(tǒng)電壓，首先要求系統(tǒng)和發(fā)電機有足夠的無功電源;而要減小電抗，就要增大電源容量。同時縮短發(fā)電機和系統(tǒng)之間的“電氣距離”。
1、發(fā)電機采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置
當(dāng)發(fā)電機不采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置時，空載電勢Eq為常數(shù)，發(fā)電機的電抗為同步電抗Xd。當(dāng)采用了自動調(diào)節(jié)勵磁裝置以后，發(fā)電機可以做到Eq‘或者是Vg為常數(shù)。而Eq’為常數(shù)意味著Xd減小為Xd‘，而Vg為常數(shù)則意味著Xd將對系統(tǒng)穩(wěn)定性不起作用。因此，發(fā)電機裝設(shè)先進的自動調(diào)節(jié)勵磁裝置就相當(dāng)于縮短了發(fā)電機和系統(tǒng)之間的“電氣距離”。由于裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置價格低廉，效果明顯，是提高靜態(tài)穩(wěn)定性的首選措施。
2、 減小線路電抗
減小線路電抗，加強系統(tǒng)之間的聯(lián)系，可以提高靜穩(wěn)定極限，提高穩(wěn)定程度。直接減小線路電抗可采用以下方法：1)、用電纜代替架空線;2)、采用擴徑導(dǎo)線;3)、采用分裂導(dǎo)線。前面兩種方法因投資過高或其他技術(shù)問題，尚難普遍實現(xiàn)。所以，直接減小線路電抗的方法主要是采用分裂導(dǎo)線。例如對于500kV架空線路，當(dāng)采用單根導(dǎo)線時電抗大約為0.43Ω/km;采用三分裂導(dǎo)線時約為0.3Ω/km;電抗值下降了三分之一。因此，220kV及以上系統(tǒng)多采用分裂導(dǎo)線。
3、 提高線路額定電壓等級
從功—角特性方程可看出，提高線路額定電壓等級，可提高靜穩(wěn)定極限，提高靜態(tài)穩(wěn)定的水平。但提高電壓等級需要增加投資，尤其需要系統(tǒng)有足夠的無功電源。
4、 采用串聯(lián)電容器補償
串聯(lián)電容器補償可由于調(diào)壓，也可以通過減少線路電抗來提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性。在后一種情況下，應(yīng)通過計算決定其補償度。一般來說，補補償度愈大，線路等效電抗愈小，對于提高穩(wěn)定性有利。但補償度過大時將出現(xiàn)一系列的問題：造成阻尼功率系數(shù)D為負(fù)，引起系統(tǒng)自發(fā)性低頻振蕩，容易是發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁，給繼電保護運行造成困難，增大短路電流等。考慮以上因素，用于提高穩(wěn)定性的串聯(lián)電容器補償?shù)难a償度一般應(yīng)小于0.5.
串聯(lián)電容器補償一般采用集中補償。對于雙電源線路裝于中點，對于單電源線路裝于末端。
5、 改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加強系統(tǒng)聯(lián)系，可以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。其方法有：1)、增加輸電線路回路，減小線路電抗;2)、加強線路兩端各自系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系，減小系統(tǒng)等效內(nèi)抗;3)、接入中間電力系統(tǒng)，這樣可將長距離輸電線中間的電壓維持恒定，相當(dāng)于將輸電線路分段，從而也減小了電抗;4)、在輸電線路中間的降壓變壓器裝設(shè)同期調(diào)相機，且同期調(diào)相機配有先進的自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，可以維持其端電壓，甚至變電站高壓母線電壓為恒定。這樣，也相當(dāng)于長距離輸電線路的分段，減小了線路電抗。
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