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、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 文獻標識碼：A
前言
上世紀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)濟的進步，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，決定了限制交流遠距離輸電的輸電距離和限制交流電遠距離輸電的輸電能力。除此之外，隨著經(jīng)濟的發(fā)展與科技的進步，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)其負荷中心的用電容量越來越大，因此長距離的重負荷輸電變得非常普遍。長距離的重負荷輸電導(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，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)濟的發(fā)展和科技的進步，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：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、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，然后按照標準的控制規(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負荷頻率
一個電力系統(tǒng)的負荷不是靜止的，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)電機負荷進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荷變化，僅會遭受比較小的負荷變化，所以在研究負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)負荷頻率的研究，提出一種控制器叫做魯棒負荷頻率控制器，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，因此負荷頻率的控制進一步提高了參數(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。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、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：
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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)進行合理的無功補償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟發(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 文獻標識碼：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)當無功缺額情況嚴重時，用戶將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進一步降低，系統(tǒng)無功負荷愈加愈大，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，一般滿足不了負荷的需要，對于負荷側(cè)無功需求我們可以考慮通過無功補償進行實現(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載的有功和無功功率。進行無功補償?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。
?、诳蓽p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裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負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，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，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
[1] 李梅蘭，盧文鵬.電力系統(tǒng)分析[M].中國電力出版社，2010.
[2] 李宏仲.地區(qū)電網(wǎng)無功補償與電壓無功控制[M].機械工業(yè)出版社，2012.
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