电力系统静态稳定性探析

2018-06-04王世强郭鲁沈阳工学院信息与控制学院

数码世界 2018年5期

王世强郭鲁* 沈阳工学院信息与控制学院

面对电力系统静态稳定性的要求，且对电力需求较大的背景下，提高电力系统静态稳定性也是当代社会要面临要解决的问题。

1 电力系统静态稳定实质

电力系统静态稳定用通俗的语言来讲，在电力系统中某一时刻某一瞬间受到比较小的干扰后不发生自激振荡或相位之间不发生变化，且具有自动调节恢复到初始运行工作状态的能力。在电力系统中，任意时刻都会受到小小的干扰，比如在远距离输送电能时输送电线因自然环境的影响下，使输电线路发生摇摆必然会引起线间距的变化从而使电力系统发生受到干扰；在发电机并网运行中转子旋转的速度不够均匀时会使功角发生变化从而使电力系统受到干扰；在实际运行中电动机的减少和增加时会引起负荷的增加和减少时使电力系统受到干扰。所以电力系统的静态稳定问题实际就是系统在某个区间运行时能否保持稳定运行状态。

2 电力系统静态稳定概述

影响电力系统静态稳定的因素还包括发电机在系统中是否装设励磁调节器，目前，我国在励磁调节系统中进行参数补偿的方式方法很多，可以通过引入辅助量来改变励磁调节系统参数的调节器通常习惯上叫其电力系统稳定性。在电力系统中加入该装置后可以大大提高励磁放大倍数，以致使发电机的机端电压保持恒定使其系统的稳定性达到功率的极限。也可以在电力系统中加入电压、功率、角速度运行参数的一阶甚至二阶导数调节该系统的励磁，这种方法也叫强力式调节器。不管是通过励磁调节器或强力式调节器都会使系统的静态稳定性到达峰值并保持电力系统稳定运行。

3 电力系统静态稳定计算

在电力系统的运行条件下首先要考虑电力系统的可靠运行，也就是电力系统不允许稳定极限在稳定范围的附近，否则在电力系统运行过程中稍有变动或者受到小干扰时系统就会失去稳定。因此要提高电力系统的稳定度，稳定度的大小通常是用稳定储备系数来表示的如下公式：

Po为输送的功率，Psl为稳定功率。在满足电力系统运行具备最大储能系数时也要考虑技术问题和最经济等方面综合考虑。当储备系数足够大时会使正常运行时减少发电机发得输送功率Po，从根本上限制了系统传输的能力也恶化了经济指标虽然系统满足了可靠性却不符合经济性。当储备系数比较小时会使正常运行时增大输送功率Po，从而降低系统安全运行的可靠性一旦发生故障将会造成严重的设备损坏和安全事故将引起巨大的损失。电力系统中不仅要有正常运行时有足够的稳定储备系数也要在非正常运行下保证系统能够在一定时间内运行的稳定储备系数，从而达到电力系统稳定运行状态当然稳定储备系数也是检验系统的静态稳定性是否满足要求。

4 提高系统静态稳定性的措施

通过上述的分析，发电机输送的功率极限越高电力系统的静态稳定性越高，在电力系统中可以通过直接地或者间接地改变电抗来提高电力系统静态稳定性。在电力系统中可以通过改变发电机装设的比例型励磁调节器的功率常数特性来实现提高系统静态稳定性，这种方式相当于将发电机的电抗被调节为零。

在提高电力系统静态稳定性的方式中也可以改变减少元件的电抗，具体的做法有以下几种：在高压输电线路中因为存在电晕的现象且要提高稳定性应增多输电线路中分裂根数加大分裂间距从而达到降低线路的电抗值。在电力系统中功率极限和电压存在着平方关系，所以可以通过提高输电线路的额定电压等级实现提高功率极限从而达到稳定运行，当然在提高电压等级的同时也要考虑给线路的绝缘、杆的承受压力等等方面影响。串联电容补偿有两个作用分别是在低压时主要用来调节系统的电压，高压时在输电线路上串联电容补偿实现提高系统稳定性。但是也要考虑串联电容补偿过大时会造成短路电流过大，所以要因地制宜的考虑在系统中适当的加入该装置。

可以通过缩短电气距离、加强电力系统中各个联系、改善系统结构从而达到提高电力系统稳定性，具体做法可以在系统中增加输电线路的回路使比较长的输电线路的电压降比较低。也可以在输电线路中间的变电所内装设具有自动调节的励磁调节器，使输电线路的电压及机端电压保持相对恒定在此线路中可以采用中间补偿设备的有同期调相机、并联电容补偿装置和静止补偿器等等。