電力系統(tǒng)職稱論文
電力系統(tǒng)職稱論文
電力系統(tǒng)是由發(fā)電設(shè)備、變壓器、輸配電線路和用電設(shè)備等很多單元組成的復(fù)雜的非線性動態(tài)系統(tǒng)。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的，僅供參考!
電力系統(tǒng)職稱論文篇一
電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析
摘要：電力系統(tǒng)作為一個強大的多維復(fù)雜系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)分析很重要。近年來，許多大型的電力系統(tǒng)引進(jìn)了新型的設(shè)備，使得電力系統(tǒng)功能提高的同時，也更難控制了。由于電力系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性都增加了，電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行的問題更應(yīng)該得到重視。
關(guān)鍵字：電力系統(tǒng);穩(wěn)定性;控制因素
中圖分類號：F470.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
前言
上世紀(jì)20年代以來，許多電力方面的研究者就開始意識到電力系統(tǒng)存在著穩(wěn)定問題，并且許多研究者開始投入到電力系統(tǒng)的研究中。隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)越來越復(fù)雜和龐大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題也越來越突出，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來困難。
1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義
2004年，專家在報告中給出了新的電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定的分類，報告中對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定定義這樣描述的：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指在給定的初始運行方式下，一個電力系統(tǒng)受到物理擾動后仍能夠重新獲得運行平衡點，且在該平衡點大部分系統(tǒng)狀態(tài)量都未越限，從而保持系統(tǒng)完整性的能力。并且報告中指出電力系統(tǒng)的穩(wěn)定分為三大類，分別為電壓穩(wěn)定、功角穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，又由這三大類分成各個方面的子類。
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性在整個系統(tǒng)的正常工作中占據(jù)非常重要的地位，決定了限制交流遠(yuǎn)距離輸電的輸電距離和限制交流電遠(yuǎn)距離輸電的輸電能力。除此之外，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，城市乃至鄉(xiāng)村的用電量逐漸的增長，從而導(dǎo)致了一些大型的電網(wǎng)其負(fù)荷中心的用電容量越來越大，因此長距離的重負(fù)荷輸電變得非常普遍。長距離的重負(fù)荷輸電導(dǎo)致電力系統(tǒng)的安全運行也出現(xiàn)了很多問題，因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步加強。
2.電力系統(tǒng)穩(wěn)定文類
2.1功角穩(wěn)定
電力系統(tǒng)中的功角穩(wěn)定是指系統(tǒng)中互聯(lián)的同步電機保持同步的能力，電力系統(tǒng)同常見的功角穩(wěn)定問題主要是缺乏足夠的震蕩阻尼。相對于其他的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究，專家對于功角穩(wěn)定的研究起步比較早，因此在研究方法和研究成果上也比較成熟。電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的功角穩(wěn)定的研究主要是根據(jù)同步電機的電力矩變化以及同步電機的特性來找出導(dǎo)致功角不穩(wěn)定的一些因素，例如同步力矩不足，或者阻尼力矩不足等穩(wěn)定。功角穩(wěn)定中出現(xiàn)的主要問題是由缺乏足夠的同步轉(zhuǎn)矩而導(dǎo)致的靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定問題，除此之外還有因為缺乏足夠的阻尼轉(zhuǎn)矩而導(dǎo)致的小干擾穩(wěn)定和大干擾穩(wěn)定等問題。
2.2電壓穩(wěn)定
電力系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)定研究比較晚，但是在電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用非常重要，近年來也得到許多研究者的重視。電壓穩(wěn)定性是指在一定的出事運行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)突然遭受了擾動，但是電力系統(tǒng)的母線能夠維持穩(wěn)定電壓的能力。根據(jù)擾動的大小，電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定分為打干擾電壓穩(wěn)定和小干擾電壓穩(wěn)定。有關(guān)報告中指出，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定存在著一定的區(qū)別，但不是基于有功功率和無功功率之間的若耦合關(guān)系，電力系統(tǒng)在重負(fù)荷狀態(tài)下，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都受到擾動前有功和無功潮流影響。
2.3頻率穩(wěn)定
電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定也非常重要，一個電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在發(fā)生突然的有功功率擾動后，電力系統(tǒng)不發(fā)生頻率崩潰，并且系統(tǒng)的頻率能夠保持或者恢復(fù)到允許的頻率范圍內(nèi)的能力。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定主要用于研究 電力系統(tǒng)的低頻減載配置的有效性和合理性，除此之外還研究電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量以及計算機與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)問題。
電力系統(tǒng)的發(fā)電機組的一次調(diào)頻功能關(guān)系著電力系統(tǒng)電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性。近年來，由于城市化與工業(yè)化的推進(jìn)，用電量越來越多，電網(wǎng)的規(guī)模也越來越大，因此電力系統(tǒng)的發(fā)電機組的一次調(diào)頻功能非常重要。為了滿足近年來電力需求的增長，使得電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行，需要加強調(diào)速系統(tǒng)的管理，制定電網(wǎng)頻率調(diào)整策略來提高電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。
3.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀
上個世紀(jì)20年代以來，許多電力方面的研究者就開始意識到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性存在著不少的問題，并且著手研究電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行等重要方面。近年來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，城市化及工業(yè)化都有了很大程度的發(fā)展，因此電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行變得尤其重要。由于近年來用電量的增大，電網(wǎng)的規(guī)模也越來越大，電力系統(tǒng)失穩(wěn)而出現(xiàn)的事故也頻頻發(fā)生，這些事故不僅危害了人身安全，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，因此，有更多的學(xué)者投入到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究當(dāng)中。對于電力系統(tǒng)問題的研究，功角穩(wěn)定研究起步比較早，研究相對成熟一些，電壓穩(wěn)定研究起步比較晚，但是近年來也受到了各國學(xué)者的高度重視。
4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制對象
4.1發(fā)電機勵磁
發(fā)電機勵磁控制的主要任務(wù)就是維持發(fā)電機或者其他控制點的電壓在給定的水平上以及提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此發(fā)電機勵磁控制有兩個目標(biāo)：改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和滿足發(fā)電機機端電壓的調(diào)節(jié)特性，其中系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要是指功角穩(wěn)定。發(fā)電機勵磁控制的這兩個目標(biāo)是互相矛盾的，因此大多數(shù)非線性勵磁控制器在發(fā)揮作用時以控制發(fā)電機的功角為主來提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行中，發(fā)電機勵磁控制作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的穩(wěn)定控制措施受到廣大電力研究者的關(guān)注。同步發(fā)電機的勵磁控制器單元的工作原理如下：檢測同步發(fā)電機的電壓、功率、電流等狀態(tài)量，然后按照標(biāo)準(zhǔn)的控制規(guī)律對勵磁功率單元發(fā)出一定的控制信號，再通過控制勵磁功率單元的輸出來實現(xiàn)對勵磁系統(tǒng)的控制功能。
4.2負(fù)荷頻率
一個電力系統(tǒng)的負(fù)荷不是靜止的，而是經(jīng)常變化的，但是電力系統(tǒng)在運行時要保證功率的傳輸質(zhì)量，因此依靠電力系統(tǒng)的頻率對發(fā)電機負(fù)荷進(jìn)行控制是非常有必要的。電力系統(tǒng)在正常運行時，一般不會有太大的負(fù)荷變化，僅會遭受比較小的負(fù)荷變化，所以在研究負(fù)荷頻率時可以用線性模型來模擬電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。有資料提出了一些關(guān)于電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率的研究，提出一種控制器叫做魯棒負(fù)荷頻率控制器，并且將這種控制器運用在電力系統(tǒng)中用來確保穩(wěn)定。魯棒控制器在電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率控制中，適用于處理小參數(shù)不確定性，而自適應(yīng)控制則用于處理大參數(shù)不確定性，因此負(fù)荷頻率的控制進(jìn)一步提高了參數(shù)不確定性的范圍。
4.3 FACTS控制
柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)是用于描述一些基于大功率電力電子器件的控制器，這種控制器應(yīng)用最新的電子發(fā)展技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)對電力系統(tǒng)的參數(shù)和電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制，并且有助于實現(xiàn)輸送功率的合理分配，降低輸送過程中的功率損耗和發(fā)電成本，大幅度地提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)依靠這樣的控制器，不僅能夠提高整個電網(wǎng)的功率傳輸能力，而且能夠使得電力系統(tǒng)更容易控制。
4.4原動機汽門/水門
近年來，在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究中，原動機的研究也逐漸豐富起來，其中，原動機的“調(diào)速”系統(tǒng)發(fā)生了很大的改進(jìn)。先前的原動機多數(shù)采用機械液壓式“調(diào)速”系統(tǒng)，自從原動機改成了電液式“調(diào)速”系統(tǒng)，原動機的傳動方式也發(fā)生了很大的改變。電液式“調(diào)速”系統(tǒng)的原動機，通過汽門/水門對原動機的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，能夠有效地改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
5.結(jié)語
在現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展中，電力系統(tǒng)作為一個多維、多目標(biāo)、關(guān)聯(lián)性和分散性都較大的復(fù)雜系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定運行非常重要。在研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，必須對電力系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及工作原理掌握深刻，更要對各種控制器的工作原理及注意事項了解全面，運用多種穩(wěn)定控制方法，使得電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行。
參考文獻(xiàn)：
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電力系統(tǒng)職稱論文篇二
電力系統(tǒng)無功分析
摘 要：電力系統(tǒng)無功在電能傳輸、維持電網(wǎng)電壓起著至關(guān)重要的作用，但同時系統(tǒng)傳輸較多的無功會較低變壓器的利用率，也會減小電網(wǎng)的傳輸能力，因此電力系統(tǒng)無功的平衡就顯得尤為突出，對無功需求較大的地區(qū)進(jìn)行合理的無功補償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)該合理考慮的重要問題。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 無功 功率因素 無功補償
中圖分類號：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2014)04(c)-0087-01
在電網(wǎng)中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量如：機械能、光能、熱能等，這些能量我們能夠以視覺或觸覺感覺到。無功功率比較抽象，是我們無法憑視覺或觸覺發(fā)覺得，電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變的磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時并沒有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動，由于這種交換功率不對外做功，因此稱為無功功率。
無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，變壓器也不能變壓，電動機就不會轉(zhuǎn)動，交流接觸器不會吸合。由此可見無功并不是無用之功。為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，無功必不可少，在電網(wǎng)的能量傳輸中，必須考慮無功的傳輸。但是系統(tǒng)中過多的考慮無功的輸送，必定會減少有功的傳輸，這就制約負(fù)荷端對有功的需求，降低了對電網(wǎng)、變壓器的利用率這也不是電網(wǎng)發(fā)展追求的目的。輸送過多無功功率對供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：
(1)視在功率一定時，增加無功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。
(2)降低發(fā)電機有功功率的輸出。
(3)電網(wǎng)內(nèi)過多無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。
(4)當(dāng)無功缺額情況嚴(yán)重時，用戶將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進(jìn)一步降低，系統(tǒng)無功負(fù)荷愈加愈大，電壓水平更低，形成惡性循環(huán)，最后造成電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解而大面積停電。
由上可見電力系統(tǒng)發(fā)送過多的無功而帶來的不足。如果電力系統(tǒng)只發(fā)送有功，那么系統(tǒng)中的變壓器由于缺少無功就無法正常進(jìn)行變配電。所以發(fā)電機必須保證線路的無功損耗和變壓器的最小無功需要。那么負(fù)荷所需要的無功從哪里來，考慮到上面講述的內(nèi)容，我們在輸電的過程中要盡可能的減少無功輸送，從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率，一般滿足不了負(fù)荷的需要，對于負(fù)荷側(cè)無功需求我們可以考慮通過無功補償進(jìn)行實現(xiàn)。
無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無功功率。進(jìn)行無功補償?shù)木唧w作用表現(xiàn)如下：
(1)提高電壓質(zhì)量
把線路中電流分為有功電流Ia和無功電流Ir，則線路中的電壓損失：
式中： P―有功功率，kW Q―無功功率，kvar
U―額定電壓，kV R―線路總電阻，Ω
Xl―線路感抗，Ω
因此，提高功率因數(shù)后可減少線路上傳輸?shù)臒o功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質(zhì)量。
(2)提高變壓器的利用率，減少投資
功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：
由此可見，補償后變壓器的利用率比補償前提高ΔS%，可以帶更多的負(fù)荷，減少了輸變電設(shè)備的投資。
(3)減少用戶電費支出
?、倏杀苊庖蚬β室驍?shù)低于規(guī)定值而受罰。
②可減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，電費可相應(yīng)降低。
(4)提高電力網(wǎng)傳輸能力
有功功率與視在功率的關(guān)系式為：P=Scosφ?？梢?，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數(shù)越高，需要電網(wǎng)傳輸?shù)墓β试叫 ?/p>
在電網(wǎng)中影響功率因素變化的因素如此之多，所以要想維持電網(wǎng)中功率因素的穩(wěn)定絕非易事，這就需要在電網(wǎng)中無功消耗多的用電設(shè)備加上無功補償裝置，無功補償通常采用的方法主要有3種：低壓集中補償、低壓個別補償、高壓集中補償。下面簡單介紹這3種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優(yōu)缺點：
(1)低壓集中補償，低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、運行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補償中常用的手段之一。
(2)低壓個別補償：，低壓個別補償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機同時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連續(xù)運行(如大中型異步電動機)的無功消耗，以補勵磁無功為主。低壓個別補償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運行時，無功補償投入，用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出，因此不會造成無功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等優(yōu)點。
(3)高壓集中補償，高壓集中補償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10 kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時，可以減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補償作用;補償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費的增加。同時便于運行維護(hù)，補償效益高。
電力系統(tǒng)中無功平衡是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無功過低或過高都會對電力系統(tǒng)造成影響，因此，無功深入分析是一項很重要的工作，也是這篇文章意義所在。
參考文獻(xiàn)
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