文档介绍：大容量交直流输电技术
浅谈同步电网的无功补偿
学院:电气工程学院
专业:电气工程及其自动化
姓名: 段晓瑞
学号: 080804110192
【摘要】:电网无功补偿,就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量。近年来,随着电网的进一步完善,工农业生产用电规模不断扩大,使得电力供需矛盾越来越突出。合理选择无功补偿方案和补偿容量,能有效提高系统的电压稳定性,保证电网的电压质量,提高发输电设备的利用率,降低有功网损和减少发电费用。本文介绍了同步电网的定义,重点介绍了无功补偿的定义、原理,及两种实现无功补偿的装置 TSC、和SVC。
【关键词】同步电网;电压稳定性;无功补偿;原理;TSC;; SVC
; ; ; 引言
无功功率是在交流电路中,电源和储能元件之间来回交换的变动功率,无功功率并不是无用功率,而是在电能传输和转换过程中建立电磁场和提供电网稳定不可缺少的功率之一,无功功率经不同的电磁祸合反映不同的电压等级。电网无功补偿,就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量。因此电网必须进行无功补偿,在电网中的适当位置装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。
一、同步电网[1]
同步电网是用同一频率的电力提供给负荷中心的电网,是世界大都市圈电力供应的统一模式。它的同步能力可以在正常情况下使电力的电压和频率运行在额定范围内,在鼓掌后有一定自我控制能力恢复电力正常供应。有4个因素影响着同步电网的经济和安全可靠性:网架电压(最高电压);外部电源的输电方式;结构和组成;电网互联(规模)。
同步电网是与都市负荷中心共生而成长壮大,是大都市的充要组成部分,现代都市不能没有同步电网的电力供应,同步电网也只能依托都市而生存。城市负荷中心的经济需求主导着包括电源和电网的建设和运行,决定了不同电网的不同的安全可靠要求和经济特性的合理组合。
同步电网具有受到扰动后维持系统同步运行的自然特点,从而减轻扰动对系统的影响;同步电网规模越大,共同响应扰动的元件越多,扰动带来的波动越小,承受能力越强。
大停电事故的原因并不在于同步电网的规模大小,而主要可归结为两点:一是电网结构不合理;二是缺乏统一协调控制机制。以美国电网为例[7],其电网缺乏统一规划,各电网之间的互联是自发形成的,765/345 kV系统与 500/220 kV系统交织混联,长距离弱电磁环网普遍存在,造成电网结构混乱,容易发生大范围的负荷转移,引起连锁反应,导致大停电事故频发;另一方面,由于缺乏全网统一的协调控制机制和手段,未能建立可靠的全网安全稳定防线,致使系统中的局部故障不能及时采取措施快速隔离,而逐渐演变成大停电事故。再如近期巴西电网大停电事故暴露出来其在电网结构方面存在缺陷,单一送电通道比例过高,受端电网规模和强度均不足[8]。
二、电压稳定性
电压稳定性是指电力系统维持电压的能力。电力系统各母线电压在正常运行和受扰动后的动态过程中能被控制在额定电压的允许偏差范围内的能力。电网电压的提高对整个电压稳定水平的提高的效果并不明显。同样对于无功补偿来说,无功补偿水平提高,在固定的运行方式下,对于电压稳定水平的提高也没有太大的作用,但是针对动态运行过程中的电容器投切,对于电压稳定的影响有