文档介绍：电力系统分析
第六章 电力系统的无功功率与电压调整
本章主要内容：
1、无功负荷和无功电源及无功功率平衡
3、电压的调整
2、无功功率的经济分布:无功电源的最优分布 ；无功负荷的最优补偿
频率调整和电压调整的相同和不同之2021/7/17
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三、无功功率平衡
电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。
Qres>0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；
Qres<0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。
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无功不足应采取的措施
电力系统的无功功率平衡应分别按正常运行时的最大和最小负荷进行计算。 经过无功功率平衡计算发现无功功率不足时，可以采取的措施有：
(1)要求各类用户将负荷的自然功率因数提高到现行规程规定的数值。
(2)挖掘系统的无功潜力。例如将系统中暂时闲置的发电机改作调相机运行；动员用户的同步电动机过励磁运行等。
(3)根据无功平衡的需要，增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电容电器；大容量的、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。
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图6-6 等值电路和相量图
QGC=QLD+△Q∑
四、无功功率平衡和电压水平的关系
问题：在什么样的电压水平下实现无功功率平衡？
例:隐极机经过一段线路向负荷供电
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当P为一定值时，得
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应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡。
图6-7 无功平衡与电压水平
例6－1
异步电机无功
发电机无功
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第二节 电力系统无功功率的最优分配
一、无功负荷的最优分配
1、等网损微增率准则
无功经济分布的目标：在有功负荷分布已确定的前提下，调整无功电源之间的负荷分布，使有功网损达到最小。
网络的有功网损可表示为节点注入功率的函数
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无功负荷经济分配的数学表达
约束条件：（无功平衡方程）
目标函数△P∑最小：
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用拉格朗日乘数法求解
构造拉格朗日函数
分别对QGi和λ求导并令其等于0
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由上式可得无功功率经济分配的条件
有功网损对无功电源的微增率
无功网损对无功电源的微增率
无功网损修正系数
例6－8
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1 电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备的影响
（1）效率下降，经济性变差。
（2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。
（3）电压过低，电机发热。
（4）系统电压崩溃
电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例如:35kV及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超过10%;10kV及以下在±7%以内。
一、电压调整的必要性
第三节 电力系统的电压调整
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图6-8 沿线路各点电压的变化
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2．造成电压偏移的原因
（1）设备及线路压降
（2）负荷波动
（3）运行方式改变
（4）无功不足或过剩
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图6-9 “电压崩溃”现象
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35kV及以上电压供电负荷: ±5%
10kV及以下电压供电负荷: ±7%
低压照明负荷: +5%~-10%
农村电网: +%~-10%
不可能控制所有的节点电压，选定某些有代表性的节点－中枢点
3 我国规定的允许电压偏移
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二、中枢点的电压管理
电压中枢点：指那些能够反映和控制整个系统电压水平的节点（母线）。
1．电压中枢点的选择
（1）大型发电厂的高压母线；
（2）枢纽变电所的二次母线；
（3）有大量地方性负荷的发电厂母线。
一般可选择下列母线作为电压中枢点：
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图6-10电力系统的电压中枢点
例：
中枢点
中枢点
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2．中枢点电压和负荷电压的关系
图6-11 负荷电压与中枢点电压
中枢点i的电压满足Vimin≤Vi ≤ Vimax
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中枢点i的最低电压Vimin等于在地区负荷最大时某用户允许的最低电压Vmin加上到中枢点的电压损耗△Vmax。
中枢点i的最高电压Vimax等于地区负荷最小时某用户允许的最高电压Vmax加上到中枢点的电压损耗△Vmin。
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