电压不稳十篇

电压不稳篇1

1、是户外供电线路长，或者外线电线截面小，造成线路损耗大，一旦家里用电量大的设备开启（如电磁炉，电冰箱，空调机等）线路压降大，电压不稳定。您可以向我公司申请改善：①如只是偶发的，非长期性电压不稳定的，建议加装稳压器。②如果是那一种长期电压偏低，电压不稳的，加装自动升降压稳压器。

2、户内配线不合理，主线电线截面过小，用电量大的设备启动时，压降大，造成同一回路电压不稳。建议针对用电量大的设备，单独回路单独配线。

（来源：文章屋网 ）

电压不稳篇2

【关键词】暂态对地电压 区域场强 非接触式 数据波动

暂态对地电压TEV法是常见的开关柜局放放电的检测技术，在监测领域，由于可以观测到趋势图谱和时间周期内的平均值，短时的信号波动造成的数据不稳定性可以较为直观的进行过滤和处理。但对于巡检类设备，如手持式TEV检测设备，由于TEV传感器需要接触柜体实现定点测量，因此通常采取移动探测不同位置的方法来归纳和筛选放电严重的区域。

据实际应用，巡检类TEV检测结果存在数据稳定性差的普遍性问题。

1 手持式TEV检测方法的数据波动原理

由于TEV传感器主要用于探测10-100M范围的脉冲信号，由于目前没有传感器频响特征统一的标定规程，在既定频带内传感器线性度是否满足要求，是一个非常关键的稳定性指标。另一方面，在高频端放电信号发生时，如传感器中心频率偏向高频，则检测的信号相对稳定，但放电信号处于较低频段时，数据稳定性变差。相反，如传感器中心频率偏向低频，以高频端为主的传感器频响增益会遇到类似问题。

因此手持式TEV是一种较为粗略的测试方法，当需要重点监测时，应进行现场放电特征的统计，将在线监测系统的工作频带调试到最佳位置，或采取多个频带自动切换的办法。

2 手持式暂态对地电压检测的改进方法

一种办法是提高检测门限值，或将检测门限值作为可设置的启动门槛，这是一种幅度过滤法，实际应用受到诸多局限，如灵敏度降低的问题。

另一种办法是提高检测带宽的可设置度，根据现场测试需要，可手动或自动调整测试频带，以搜索到最佳的探测频率特性。

测试频带的调整可通过软件或硬件进行调整，当需要较大范围调整时，硬件调整将作为主要技术核心。

3 区域化场强测试方法

笔者介绍一种通过改进TEV传感器特征，采取频率可调整方案实现稳定性和灵敏度的提升。

主要特征表F为：

（1）通过高灵敏度调谐放大器，实现非接触式的区域化的探测。区域化探测是一种区域场强平均值，相较于单点位置的放电信号，更加稳定。该步骤的实现措施为：提高信噪比和放大器增益、提高传感器的探测倾角。

（2）通过改变传感器特征响应频率，即调整中心频率及其有效带宽的方法，实现放电信号最佳特性的捕捉。该步骤的实现措施为：改变物理电容、调整锁相环频率参数或采取软件过滤的办法。

4 分析方法讨论

常用的TEV传感器获得的数据稳定性差对检测运维人员造成困扰的另一重要原因是分析模式单一，即仅通过放电强度或脉冲个数来表征放电特性，一旦放电强度指示数据波动明显后，则可能导致脉冲个数的统计不准确，无法进行甄别。一般仅在探测到较明显放电信号的条件下，数据波动并不能影响到观测到局部较大放大信号数值时，TEV的探测结果才能作为捕捉到放电信号的依据。如观测到信号强度在10-25dBuV范围进行波动时，一般仅作为巡检记录，作为观测值；如信号强度达到15-40dBuV，可以作为超过警戒线进一步处理。

如采取改变特征响应频率的办法，如通过从10M，20M，50M，70M，100M作为中心频率，带宽10M范围进行搜索，可能探测到实际信号强度已经攀越40dBuV（对应无搜索功能的10-25dB例子），则根据该数据可提前进行处理，减少故障蔓延机率。

另一方面，随着放电持续时间的增大，放电频率可能降低，由此传统的基于脉冲个数的分析方法可能会出现脉冲个数减少的情况，这并不能代表放电信号减弱，很容易导致将历史数据判别为干扰。

由此可见，通过频率搜索的解决方案，不仅有利于跟踪到实际最高放电强度，获得相对稳定的判定数据作为依据，还能利于观察放电信号随频率变化的趋势，如放电频率在观测周期内持续，缓慢向低频移动，且放电强度高于警戒值，则可认为放电严重程度增加。

5 小结

本篇浅析了巡检类TEV检测遇到的数据不稳定的一些外部因素和检测设备自身原因，提出了基于频率搜索的检测方法，有助于减少数据波动带来的负面影响。实际应用中，可考虑对TEV传感器进行改进，但这需要建立在对TEV传感器的频率线性度、灵敏度，有效带宽等参数的了解基础上，由此，对TEV传感器，尤其是一体化设备开展精密的校准工作是切实必要的。

参考文献

[1]王科.高压开关柜暂态对地电压局部放电检测设备L性能的模拟信号注入法评测[J].南方电网技术，2013（04）：43-46.

[2]任明，彭华东.采用暂态对地电压法综合检测开关柜局部放电[J].高电压技术，2010，36（10）：2460-2466.

[3]孔令明，肖云东.开关柜局部放电带电检测定位技术的应用与研究[J].山东电力技术，2010（06）：5-8.

[4]刘一曼.基于CORTEX-M3的暂态对地电压检测仪的设计[C].河北农业大学（硕士论文），2013.

作者简介

李卫（1975-），男。工程硕士学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局高级工程师。主要研究方向为变电设备运行检修管理。

电压不稳篇3

关键词：电力系统 电压稳定 控制

电力系统电压失稳会导致大面积停电事故的发生,从而造成了巨大的经济损失和严重的社会生产生活影响,因此,一直以来就得到了广大电力工作者的重视和关注。对电力系统电压稳定的专业研究可以追溯到20世纪七八十年代,起初的研究主要集中于静态电压稳定方面,随着研究的不断深入,逐步从动态视角来研究电压稳定问题,它与电力系统稳态以及系统中各元件的动态特性等都有密切的关系,电压控制、无功补偿与管理、继电保护控制中心操作、功角(同步)稳定等都将对电力系统的电压稳定产生直接的影响。目前,随着经济的发展,电力需求的不断增加,电力系统已经走向了大电网、超高压、大机组、重负荷、远距离输电时代,这就不可避免会给电力系统电压的稳定性带来新的挑战,因此有必要对电力系统电压的稳定及控制进行研究,以保证电力系统的安全稳定运行。

1、电力系统电压稳定的形式

电力系统的电压稳定性是指从给定的初始运行条件出发,遭受扰动后电力系统在所有母线上保持稳定电压的能力。在发生电压失稳时,可能导致的后果包括系统中负荷的丧失、传输线路的跳闸、因元件保护动作导致系统的级联停电、因停电或不满足励磁电流限制的运行条件导致一些发电机失去同步等。根据相关文献可以把电力系统电压稳定的形式分以下四类。

(1)动态稳定。系统用线性微分方程描述,元件动态及调节器的动态作用,判别系统在小扰动下的电压稳定性。(2)静态稳定。对动态系统作进一步简化,即假定发电机在理想的调节下,负荷用静态电压特性表示,从而使系统可以用代数方程描述时,判断系统在平衡点处的电压稳定性。研究系统静态电压稳定的主要作用是确定系统正常运行和事故后运行方式下的电压静稳定储备情况。(3)暂态稳定。系统用非线性微分方程描述,计及元件的动态特性及调节器的动态作用,暂态稳定可以用来判别系统在大扰动下的电压稳定性。(4)电压崩溃。系统在遭受扰动(大干扰或小扰动)作用下,系统内无功功率平衡状态遭到破坏,依靠调节器和控制器的作用,仍不能使的功率平衡得到恢复,从而导致局部或者整个系统中各节点电压急剧下降的物理过程。

2、电力系统电压稳定分析方法

对电力系统电压稳定性的分析,是预防和控制其稳定性的重要前提,就目前研究现状来看,针对电力系统电压稳定的形式主要有静态电压稳定分析和动态电压稳定分析这两类方法。

2.1 静态电压稳定分析方法

静态电压稳定分析方法主要有灵敏度分析法、潮流多解法、最大功率法奇异值分解(特征值分析)法、崩溃点法这几种。这些方法都是静态电压稳定分析中较多采用的方法,其共同点是基于潮流方程或经过修改的潮流方程,在当前运行点处线性化后进行分析计算,本质上都把电力网络的潮流极限作为静态电压稳定的临界点,所不同之处在于所采用的求取临界点的方法以及使用极限运行状态下的不同特征作为电压崩溃的判据。静态方法的优点是将一个复杂的微分方程解的性态研究看成是简单的非线性代数方程实数解的存在性研究,其缺点是不能反映各元件的动态特性,且将电力系统的潮流极限作为小干扰电压稳定的极限点,而这仅是电压稳定的必要条件而非充分条件,因而其结果大多是乐观的。

2.2 动态电压稳定分析方法

动态电压稳定根据扰动的大小分为小扰动稳定和大扰动稳定:根据响应时间的长短,包括暂态稳定、中期稳定和长期稳定,在分析方法方面主要有小扰动稳定分析和大干扰稳定分析。

小扰动电压稳定分析方法是基于系统的微分一代数方程扰动分析是严格意义上的Lyapunov稳定分析。由于电力系统中各种动态元件的时间常数或动作整定时间大小不同,且动态元件对不同分析对象的电气距离也应不同,因此各种动态元件对电压稳定的影响也不同,故针对不同扰动,如何简化计算系统的线性化状态方程系数矩阵的全部特征值是小扰动电压稳定研究的重点。

大扰动电压稳定分析又分为时域仿真法及暂态电压稳定分析。电力系统始终处于发电和用电的动态平衡,当系统遭受大扰动时就必须采用时域仿真法对电压稳定性进行研究。时域仿真法采用数值分析方法进行研究,得到电压及一些变量随时间变化的曲线。该方法具有较高的建模精度和分析结果,并且其分析结果具有较高的可解释性,可以清晰地发现导致电压失稳或电压崩溃的时间序列,从而为找到正确的控制措施提供依据。暂态电压稳定的物理意义是系统是否有能力抑制各种扰动而出现的各种电压偏移,维持系统的负荷电压水平,它反映几秒内的电压失稳。暂态电压稳定涉及到一些快速元件的动作响应,如同步发电机及其自动电压调节器AVR的响应、调速器的响应、高压直流元件和静态无功补偿SVC等相关元件的响应等。当电压失稳的过程可能持续很长时间时,必须进行中长期的电压稳定研究。在中长期电压稳定分析时必须考虑到一些响应慢的动态元件的动作特性,如有载调压变压器分接头的持续动作、发电机励磁限制、负荷的恢复特性、AGC、SVC、继电保护、自动重合闸以及各种预防校正控制的动作等因素。毫无疑问,利用时域仿真是中长期电压稳定分析的一个有效方法。在进行仿真时,一般都基于“准静态”假设。另外,在中长期电压稳定仿真过程中可结合一些静态电压稳定分析方法。

3、电力系统电压稳定控制

控制电压稳定的措施可分三类:预防措施、校正措施和紧急措施。预防措施是在规划阶段考虑的,主要研究系统的无功规划问题,包括确定无功补偿容量和无功补偿设备的运行方式等。校正措施是在系统运行阶段实时执行的,其作用是防止电压失稳初始状态的出现。这类措施主要依赖于系统的电压／无功调整。即系统中投运的电压／无功调整设备可控参数的重新设置。紧急措施则是在系统电压失稳过程已经开始、校正措施已无法阻止电压失稳的进一步发展,为避免电压崩溃而采取的措施,如切负荷。电力系统正常运行时,需保证有一定的电压稳定裕度,可以通过保持发电机额定功率因数、提高负荷功率因数、合理安排系统中的无功分布等措施来实现,通过为校正措施。在电力系统出现故障等特殊情况下,当电压稳定裕度不足甚至趋于电压崩溃时,需要采取相应的控制手段保证系统的电压稳定性,即所谓的紧急措施。下面给出电力系统中几种常用的电压稳定控制措施。

3.1 无功补偿

常用的电力系统无功补偿包括并联电容器组,SVC,STATCOM等。

(1)机械投切的并联电容器。电容器的过度使用在特定的扰动下会恶化无功功率的不平衡,是电压崩溃的一个诱因。由于并联电容器的无功出力与端电压的平方成正比,当扰动后电压下降很大时,会导致电容器的无功出力大幅度降低,不利于电压的恢复。因而,采用并联投切电容器组进行无功补偿,在紧急情况下其作用有限。

(2)SVC和STATCOM。这是目前电压稳定研究中,采用的最多的动态无功补偿设备,大量文献的研究结果表明,这些设备的使用可以有效提高系统的电压稳定性。在SVC结构中,滤波电路用来滤除高次谐波,其对于基波呈容性。SVC可以设计成对称或不对称方式运行(指容性和感性调节容量),而STATCOM总是以对称方式运行。SVC和STATCOM的主要区别在于超过其控制范围后的特性,这时的SVC和STATCOM分别相当于一个并联电容和一个恒流源。

3.2 变压器分接头的紧急控制

OLTC的主要作用是在正常运行时调节负荷母线的电压,在允许范围内。分接头动作一般不利于电压稳定,在系统紧急状况下,OLTC和发电机过励限制器(OEL)等慢动态装置的相互作用可能引起电压失稳,这种情况在负载为电压敏感负荷时尤为明显。但在有些情况下,分接头动作有利于增强电压稳定性,如:在恒功率负荷或感应电动机负荷以及存在感应风力发电机的情况下,因为对于恒功率负荷,配电网电压升高会降低网络中的有功功率和无功功率损耗,而对于感应电动机和感应发电机,其无功功率一电压特性为负的斜坡特性,即电压升高时,吸收的无功功率会减小。分接头的紧急控制措施包括分接头调节闭锁和分接头逆调节,即把控制母线由配电侧转为输电侧。

3.3 发电计划重新安排

该控制措施属于短期运行计划的范围,其优点是控制作用可以在现有设备的基础上进行,无需增加新设备。在最优潮流和经济调度中,通常会考虑功角稳定的要求。与此类似,如果在最优潮流中考虑电压稳定的要求,达到电力系统安全性与经济性的平衡,则可以在一定程度上缓解电压稳定的压力。

3.4 切负荷

当其他控制措施都无法阻止系统趋向电压失稳时,切负荷是制止电压崩溃的最后手段,它是保证电力系统继续安全运行的最后防线。因此在电力系统中需要有能阻止电压崩溃的自动装置,低电压自动减载装置就是专门针对电压稳定问题提出的。

4、结语

电压稳定问题作为电力系统稳定性研究的一个重要方面,对系统的运行具有很重要的影响。文章对电力系统电压稳定领域的若干问题进行了研究,特别是对电力系统电压稳定的分析方法和控制方法的阐述可为相关工作者的工作实践提供参考,以保证电力系统的稳定运行。

参考文献

[1]徐冰.电力系统电压稳定与二级电压控制的研究[D].东北大学,2008.

电压不稳篇4

关键词：影响 电压稳定性 因素

一、电压稳定性

电压稳定性时整个电力系统正常运作的保障，它是电力系统在额定的运行条件下和遭受外部干扰后系统中所有的母线都能持续地保持可接受的电压的能力。当有外部干扰或改变系统条件下，从而造成了渐进的、不可控制的电压降落，那么电压就处于不稳定状态了。电压不稳定通常情况下是局部现象，但这容易导致连锁反应，从而导致整个电力系统的电压崩溃。在功角稳定性中，同步发电机的转矩平衡而决定其稳定性；在电压稳定性中，所有母线都持续保持可接受的电压时，功角失稳并不能影响电压的稳定性，但持续能力的消退会引起功角失稳，从而导致电压的不稳定。

二、影响电压稳定性的内在因素

从 公式中不难发现，当电阻R和电抗X一定的条件下，电压的损耗和输送的功率（有功功率和无功功率）有很大关系。当有功功率确定时，电压损耗则取决于无功功率的变化；当节点的无功功率和负荷消耗无功功率能达到平衡时，电压则处于稳定状态。相反，当整个电力系统无法维持这种平衡的时候，无功功率缺失，电压的持续性不能保持，呈逐渐下降趋势，从而导致了电压的崩溃，电压即处于不稳定状态。

电力系统的无功功率的平衡主要是有系统中参与运作的所有电力设备所产生的无功功率而决定的。在互联系统中，电力系统各元件的动态特性是影响电压稳定性的重要因素。发电机、变压器和电容器等设备会对电压的变化作出相应的反应，这种反应有时是有利于电压的稳定的，而有时则会加剧电压的不稳定。如当大量的并联电容器在使用过程中，电容器的电压下降后，输出的无功功率与电压平方成正比时，则会使电压的持续性下降，从而加剧电压的不稳定。在电压的持续性下降的过程中，采用手动或自动装置对系统负荷进行调整，对电压稳定性也能起到一定的积极作用。

三、影响电压稳定性因素分析

影响电压稳定性的因素是复杂多变的，本文从发电机、电容器、无功电源和负荷的无功电压四个方面进行分析：

1、同步发电机的无功电压的影响

同步发电机无功电压是由自动调节励磁装置而决定。发电机通过自动电压调节器进行励磁控制，励磁装置将发电机的端电压和输出的无功电流分量的静态关系整合为一条线。当发电机的端电压小于空载电压时，发电机过激磁，输出无功功率，此时为迟相运行。

而当发电机的端电压大于空载电压时，发电机欠激磁，发电机吸收无功功率，此时为进相运行。当发电机的容量很大的时候，发电机端电压发生小变化，无功功率就会发生大的变化，通过二次调节，端电压就能维持稳定。

同步发电机的工作机制能有效地维持电压的稳定。当同步发电机端电压过低是，同步发电机的运行点将达到转子电流饿极限，一旦达到极限，同步发电机将失去对系统电压的支撑作用；相反，当发电机能维持端电压的时候，也就提供了充足的无功容量，从而起到维持电压的稳定。

2、并联电容器对电压稳定性的影响

并联电容器是电力系统中的无功补偿装置，且具有低廉的价格。机械投切式的并联电容器主要用于负荷区域的主变电站，通过无功功率的平衡作用来达到稳定输电系统的电压稳定。并联电容器输出的无功功率一般为QC=U2/XC。当整个电力系统的电压持续下降的时候，并联电容器的输出无功功率平方也随之减小，在系统紧急情况下，这一特点对电压的稳定性将产生不利的影响。当系统无功缺失条件下，通过增加电容器的组数来增加无功的补偿量，此时机械投切式的并联电容器组的速度是关键，若速度过慢，则不能增加足够饿无功补偿量，从而导致电压的不稳也正因此，电压的崩溃还可能由于过量的并联电压的使用的更加严重。

3、无功电源对电压稳定的影响

静止的无功发生器具有连续输出从额定感性无功到额定容性无功的能力，且具有输出无功电流谐波小、输出无功动态响应速度快的特点；装置具有完善的分级保护，在系统和装置自身故障时能够正确动作，对装置自身起到保护作用。静止的无功发生器是通过从电力网中吸收或者是向电力网中输送可连续条件的无功功率来达到维持电压平衡的。通常情况下，静止无功发生器吸收电网中的无功功率，当电力系统发生扰动时，静止无功发生器的功能发生转变，由吸收无功功率转变为输出无功功率。静止无功发生器的响应速度也高于其他电压调节装置，响应时间一般在0.1S-0.5S左右。

4、负荷的无功电压对电压稳定性的影响

尽管影响电压稳定性的因素颇多，但负荷特性对电压稳定性的影响却是最直接的因素。在负荷中，电动机是消耗电力总供给的主要构件，而电动机中又一异步电动机为主。当电压下降时，异步电动机吸收无功功率的特性首先先进，然后随着电压的持续下降反而上升。异步电动机所带的负荷越重，临界电压就越高，系统就更容易发生电压的不稳定。

由此可看出，电动机消耗无功功率随电压的下降而先下降后上升的特性，对与整个电力系统的电压稳定性时具有较大的破坏作用的。

研究影响电压稳定性的因素，对于减少电压崩溃，保持电压稳定具有积极意义，在电力系统中，电压的稳定性研究也将成为重点研究内容，本文所探究的，只是电压稳定性研究的一个节点，笔者相信，通过对电压稳定性研究，定能促进电力系统更好更快的发展。

参考文献：

[1] 韩祯祥：电力系统稳定[M]中国电力出版社1995。

电压不稳篇5

1 电压稳定的概述

从物理学角度分析，电力系统具有的稳定性是指电压系统在某一运行极限之内维持负荷电压的能力。这种能力主要决定于网络向负荷传输的功率是否能够能够符合其自身的功率要求。假如被网络传送的功率无法使其符合本身的功率要求，符合的电压将会出现下降的现象，情况严重时将会电压失稳甚至电压系统出现崩溃。国际上对电压稳定的定义为：

1.1电压小干扰稳定

电力系统在既定的运行状况下遭遇任何小干扰之后，处于负荷节点位置的电压与干扰之前产生的电压数值较为近似，则该系统在既定的运行点位置可认为是小干扰电压的稳定性。

1.2稳定平衡点电压

电力系统在既定的运行情况下遭遇一定的干扰，假如干扰之后的负荷节点产生的电压值恢复至干扰之后的平衡点位置的电压数值，则该系统的电压是稳定性的；这个时候，系统受到干扰后的情况将返回至干扰后处于平衡点位置的稳定的吸引域内。

1.3电压崩溃

电力系统在既定的情况下遭遇一定程度的干扰，干扰之后处于平衡位置的电压数值比系统运行限制数值低，则统将会出现电压崩溃；电压崩溃有可能会造成整个系统的停电或是局部性停电。

2 电压发生失稳的原理

最初认为电压稳定属于一个静态问题，因此解释电压失稳的原理应从静态的观点出发。基于广泛应用的各种潮流方程的静态依据，其物理机制的静态稳定的界定是电力网络的传输能力。伴随着电压稳定的发展研究，考虑到发电设备及调节系统的动态性、负荷以及动态零件的其他影响，失稳动态机理随之产生。可是因为电力系统属于一个动力非线性的复杂系统，电压失稳与崩溃的动态过程是非常复杂的，至今仍未研究彻底。国内对电压失稳的机理做出了很多的解释，其中普遍理解的电压失稳原理为：电力系统受到干扰后，由于发电机中励磁体系逐渐减少的强励和负荷要求，系能能够确保稳定性；当在电压系统中反映的负荷超高压水平下降时，变压站中的变电器会在24min之内恢复至事故出现之前的水平，每次调整分接头都会增加超高压线路承受的负荷，增加了线路的耗损。增大电流，致使发电机整个系统增加无功输出，当发电机出现越线无功功率的持续反应时，负荷电压会迅速降低，系统将会更加容易出现不稳定的电压，整个过程将会造成发电机组出现较大面积的停电现象。

3 影响电压稳定的因素

电压产生稳定的问题经常会出现在负载的体系中。造成电压出现崩溃现象的原因有很多，可是电力系统的本身也存在着一些不足：联线的输电网络比较弱，传输功率水平较低，不利的负荷特性，各种系统之间存在着不协调现象都是电压失去稳定性的因素。因为在大规模电力系统中相互作用的元件都是非常复杂的，因此将影响电压稳定的因素进行分离是比较困难的。

4 电力系统负荷对电压稳定性的影响分析

4.1负荷恢复对电压稳定性的影响

负荷功率伴随着电压的下降而暂时性减小之后又开始增加的特点被称之为负荷具备的恢复特性。恢复的负荷功率包含以下几点：感应电动机数秒中在端电压处降低，其有功的功率将恢复到与之相匹配的机械负载。分接头的工作，将会在测电压低压位置实行恢复。负荷被恒温控制在调节温度设备的下逐渐对电网中吸收的功率进行恢复。恢复负荷产生的功率将会增强输电线路中电压降低，造成符合母线上的电压持续降低，进而将系统推向失稳电压的状态。

4.2负荷失稳电压稳定性的影响

负荷失稳具体是指负荷零件因为电压运行较低而维持正常情况下的转换能量的功能，或者是因为运行的低电压设备造成的损坏，或者是因为其本身发挥的保护作用将其从电网中自动切除。符合元件在低电压条件下的失稳性，主要包含了电动机感应出现的失速甚至是堵转、荧光灯出现的突发性熄灭等，符合元件发生失稳后，其在电网中吸入的有功与无功产生的功率将会出现较大的变化，对系统中电压具备的稳定性发挥了重要的影响。

负荷具备的失稳特性对电压系统的稳定性造成的影响应当视情况而定。电动机感应产生失速甚至是堵转，在电网中被吸收的无功与电流将会迅速增大，这样对系统的无功产生了严重的影响，对存在于输电线路上的降低电压造成了增大的影响，造成负荷电压逐渐降低，这样就会促成系统迅速出现电压崩溃。在低电压环境中电动机感应实施了保护功能，荧光灯出现的骤然熄灭，系统功率的不足起到了缓解作用，促使电压逐渐恢复。

4.3负荷对电压稳定性影响的研究

因为干扰使得端电压出现下降状况，结合负荷具备的响应特点，及其该响应特点同端电压之间发生的失稳联系。特别是在各种设备中负荷特性发挥主要的响应特点，包含电动机感应装置、调节配电电压装置、空调、冰箱等。

构建分析稳定电压的负荷准确模型。因为系统遭遇干扰后各种设备中的综合负荷出现了不同的快慢响应，在电压稳定的不同时间其负荷综合特性也不同，因此使用的负荷模型也不一样。分析电压稳定性的模型应符合负荷特性的实际精准度，还要对电压稳定性进行广泛的分析。

5结论

伴随着电压稳定问题的逐渐深入，电力系统中负荷对电压稳定性产生了重要影响。本文结合了负荷自身特性，对电力系统中负荷产生的影响进行了定性分析。构建有使用价值的负荷模型，对研究电压稳定的发展具有促进作用。

参考文献

[1]周双喜，朱凌志，郭锡玖.电力系统电压稳定性及其控制[M].北京：中国电力出版社，2006.

电压不稳篇6

[关键词]电力系统；电压稳定性；研究现状；展望

中图分类号： F407文献标识码：A

一、前言

在电力系统运行的过程中，电压的稳定性对电力系统的稳定运行有着重要的影响，不稳定的电压容易造成电力系统的破坏，严重的会造成电力系统的瘫痪，影响电力系统的正常运行。

二、电压稳定的重要性

在电力系统运行的过程中,保证电力电压稳定可以有效提高电力系统运行效果,降低电力系统中负荷可能丧失、转移的现象,降低系统出现级联停电的可能性。在改该过程中,电力电压稳定对传输线路的跳闸状况可以有效避免,对整体供电的可靠性进行加强,已经成为保证安全、有效输电的关键因素。

电力电压稳定主要从两方面进行划分,实现对整体电力电压稳定性的提高。第一,从外界扰动性质进行划分可以将电力电压稳定分为大扰动电压稳定和小干扰电压稳定。大扰东电压稳定主要指系统在遭受大的扰动后保持电压稳定的综合能力,而小干扰电压稳定性恰恰相反。第二,从保证时间范围的角度出发,电力电压稳定主要可以分为短期电压稳定和长期电压稳定两方面。短期电压稳定主要是一扎动作原件对整体的动态进行处理,确保实现设备变压器的分接头。而长期电压稳定主要对设计慢动作的设备进行处理,保证电压的稳定性。

三、电压稳定分类

由于电压失稳的情况复杂多变，在研究电压稳定性时，需对电压稳定问题进行分类，其主要从两个角度进行划分：

1、界扰动的性质出发，可分为

（一）大扰动电压稳定。指电力系统遭受大的扰动后，如短路故障、切机等，保持电压稳定的能力。它由系统和负荷特性以及两者间连续和不连续控制及保护的相互作用所决定。

（二）小扰动电压稳定。指电力系统在遭受小的扰动后，如负荷的增加等，仍能保持电压稳定的能力。它受负荷特性以及给定时间内的连续和不连续控制作用的影响。

2、间框架的角度出发，电压稳定性可分为

（一）短期电压稳定。通常与快速动作元件如HVDC 变流器、感应电动机等的动态相应特性有关。当电力系统发生大扰动时，随着故障过程中发电机之间的相对摇摆，可能造成某些母线电压不可逆转的急剧下降，而发电机之间的相对摇摆可能并未超过其功角失稳的范围。

（二）中长期电压稳定。可能由于缓慢的负荷增长所引起，也有可能是发生在扰动后的系统恢复过程，与动态元件的调节过程有关。如调压变压器（OLTC）、发电机励磁限制器等动态恢复特性，会在系统无功补偿不足时，使系统过渡到不稳定的状态点，从而最终导致电压失稳。

四、电压稳定的研究方法

七十年代以后，尤其是近年来，许多学者从不同的侧重点对电力系统的电压稳定性的分析方法进行了研究。总结起来，可分为静态和动态两类。它们分别以潮流或扩展潮流方程，非线性的微分代数（DAE ）方程为数学模型来开展研究。

1、稳定分析方法

电力系统静态稳定分析方法是将电力系统电压稳定问题看作成一个静态问题，将系统的潮流方程或扩展潮流方程作为数学模型，指定某一稳定性指标，看方程是否存在可行性解。它是早期最常用来研究电压稳定的分析方法，根据其分析依据的不同，将静态稳定分析方法分为线性化法和裕度法。其中灵敏度法，特征值/奇异值分析法，潮流多解法，最大功率法等是最常见的线性化法。而连续潮流法，非线性规划法，最优乘子法，崩溃点法等是最常见的裕度法。

这两类方法常用于判断系统的节点或母线的薄弱部分，构造和计算系统某一状态的电压安全性指标，探求防止电压失稳甚至崩溃的措施，为系统后面动态稳定研究奠定了基础。现对几种常见的静态稳定分析方法进行研究分析。灵敏度法是基于常规潮流方程的线性化，将某些灵敏度的变化作为研究对象来分析电力系统电压稳定性的方法。这类方法研究较早，现在使用已较为普遍，对简单的电力系统电压稳定分析起着非常重要的作用。一般用于判断系统的节点或某些区域的薄弱部分，从而确定柔流输送装置等的安装位置。目前，常见的灵敏度指标有 dVl/dVg，dVl/dPl，dVl/dQl等（其中 Vl，Pl，Ql，Vg分别代表负荷节点的电压，有功功率，无功功率和发电机节点的电压）。该方法的优点是研究对象简单明确，计算量小。它的缺点是其指标不是动态指标，不能对系统的动态特性以及非线性特性进行描述，并且所运用的灵敏度指标也缺乏统一的规范标准。

2、稳定分析方法

动态稳定分析方法是在静态稳定分析方法的基础上发展起来的，电力系统的许多特性或元件都是动态的，例如柔流输电装置，继电保护的动作，OLTC动态，网络的动态特征等，对分析电力系统都有着重大的影响。因此，此方法对探讨电力系统电压稳定的本质和电压失稳的机理都起着非常重要的作用。常用的动态稳定分析方法有以下几种：时域仿真法是将非线性的微分代数方程作为数学模型，采用数值积分的方法，考虑元件各种特性和约束条件来研究系统电压动态稳定的方法。此方法适合电力系统任何动态模型，是研究电压稳定最全面的一种方法，可用于研究电压失稳和崩溃的机理，特征以及预防和控制电压稳定方法的有效性等。但是该方法存在精确建模困难，计算时间长，实时性差等缺点。

五、电压稳定性分析展望和研究动向

1、电压稳定性分析模型

在电压稳定分析中,关注的是各母线电压的变化情况,故可对一些对电压影响较小的物理量的变化规律作某些近似假设,从而在模型的复杂性和合理性之间取得合理折衷.目前,电压稳定分析的很多方法尚未经历模型从复杂到简单的提炼过程,基于简单模型的分析结果往往值得商榷。

2、电压稳定性分析方法

所有基于静态的研究方法本质上都是利用潮流及其改进形式作为研究工具,未涉及系统动态,因而所得极限.通常只是功率极限.而非电压稳定极限,其合理性需要接受基于动态的研究方法的检验。但静态方法在获得系统极限运行状态,指导调度方面起到重要作用,也是动态分析方法的基础,在一段时间内将依旧存在且广泛应用。其关键问题是如何把握静态分析方法的应用范围和适用条件,如何衡量误差范围。此外,系统电压静态稳定和功角静态稳定的鉴别方法仍然是一个需要研究的课题。

3、电压稳定控制措施

为了达到实时电压稳定监视的目的,急需开发一种有实际物理意义并且适合在线应用的电压稳定指标。这种指标应该基于动态模型并且具有良好的线性。虽然裕度指标已经在实际系统中得到初步应用,但裕度指标的计算速度和过渡过程还需要加以提高和精确模拟,否则将会导致错误的结果。从目前研究看,尽管许多电压稳定指标已被提出,但由于各种指标都采用了不同程度的简化,其准确性与合

六、发展方向

电力系统的分岔现象复杂多样，而鞍结点分岔和霍普夫分岔只是静动态分岔现象中最简单也是最基本的分岔方式，而利用分岔理论研究电力系统电压稳定性问题，还有很多后续工作有待开展：

1、优化分岔算法。利用有效地数值方法和科学的计算机技术，优化各类分岔点的求取方法，使其更加精确简单。

2、完善数学模型。在现有的电压稳定性分析中，通常设定了很多理想化的假设条件，不能建立准确反映电力系统的实际运行状况的数学模型。因此，如何建立即简单又符合实际情况的数学模型是进一步的研究方向。

3、探索失稳机理。利用分岔理论对电压失稳和电压崩溃的机理做更深入的分析探索，分析分岔点与电压失稳的关系，从而制定出更为有效地预防控制与校正控制措施，保证电力系统的安全稳定运行。

4、开发分岔软件。现有的分岔软件都是国外学者开发的，且实用性较差，与电力系统电压稳定联系不紧密。开发自主产权，用于电力系统电压稳定安全运行分析判断的分岔软件是非常必要的。

5、理论与实际相结合。结合分岔理论，将电压稳定问题同电力市场结合起来作为下一步研究的方向，使其研究更趋于实用化。

结束语

在电力系统运行的过程中，电力电压稳定性的控制还存在一定的问题，这就需要电力系统的相关技术人员根据电力系统电压稳定运行的相关知识，对电压进行有效的控制，提高电压的稳定效果。

参考文献

电压不稳篇7

【关键词】稳压 三端稳压器 CW7805

在电子电路设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，目前，很多直流稳压电源都是采用串联反馈式稳压原理，即通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压的范围。

1 设计任务和要求

输出电压： UO= +5V UO= 0 ～ +12V （两组电压不能同时输出）

输出电流：IO= 0 ～ 500mA

2 电路的确定

整流器件采用硅桥，数字滤波器采用大容量的电解电容和小容量的有机薄膜电容器，稳压电路选择用集成稳压器组成串联电路。

3 设计方案

电路图如图1所示：

在图1中，当转换开关S投向“固定”时，此稳压电路就通过三端稳压器CW7805输出+5V电压，是一个固定输出的直流稳压电源；

当转换开关S投向“可调”时，此时输出电压为：

UO=UXX+（UXX/R1+ID）×RPUZ （1）

式（1）中：UXX ― 所用集成稳压器标称输出电压值，此处为+5V

UZ― 硅稳压管电压，值为-5V，加稳压管是为了可调输出从0V开始

ID― 集成稳压器的静态工作电流

R1，RP ― 为适应固定输出改为可调输出而设置的外接取样电阻和电位器

式（1）中，UZ= UXX，输出电压可写成：

UO=UXX+（UXX/R1+ID）×RP

UO与RP成正比，即在RP= 0时，输出电压UO= 0 V，随着RP阻值的增大，输出电压UO亦提高，实现了输出电压从0 V起的可调。

4 元件选择与电路参数的计算

4.1 选择集成稳压器

CW7805的起点参数典型规范值为：

输入直流电压UI= 10V

输出直流电压 UO= 5V

4.2 确定输入电压

（1）当输出电压最低时，此时加于CW7805输入，输出两端之间的电压最高，但不得超过允许值，即UI UOmax< 35V。

（2）当输出电压最高时，此时加于CW7805输入，输出两端之间的电压最低，但要稳压器正常工作，即 UI UOmax > 2V。

结合设计的具体要求，选UI= 15V。当 UO= 0V时，UI UO = 15V，稳压器输入，输出端之间的电压为超过允许值；当UO= 12V时， UI UO= 3 V，稳压器亦能正常工作。

4.3 确定变压器次级电压有效值U2，U3

采用桥式整流电容滤波电路，则输出电压：

U2=（1.05 ～ 1.1）UI/1.2

得U2= 13.125V 取 U2= 14V

同理，取U3 = 5 V

4.4 选择硅桥

在图2中，根据桥式整流电容滤波电路的输出电压公式：

（1）硅桥（Bridge1）的耐压值为：

URm1= U21.4×14V = 19.6V

硅桥的额定电流为 ：

ID= 1/2×I0max=1/2×500mA=250mA

由此，可选用500mA＼50V的硅桥

（2）硅桥（Bridge2）的耐压值为：

URm2==7V

硅桥的额定电流为 ：

ID= 1/2×I0max=1/2×500mA=250mA

由此，可选用500mA＼14V的硅桥

4.5 确定滤波电容C1

取RLC1≥ 3 ×T/2，则有：

C1≥ =0.003F （T为交流电网电压的周期）。

选取C1和C4为3300uF/25V的铝电解电容器

4.6 确定外接取样电阻R1

取样电流IR1≥（3 ～ 5）ID，取IR1= 3ID，

则：R1=UXX / IR1=5V/3×3.2mA≈0.521K

可取R1= 510?

4.7 选择可调电位器RP

当RP的下端不接-5V辅助电源，而直接接地时，可得：

U0= UXX+ （UXX/R1+ ID） ×RP

RP=（U0- UXX）/ （UXX/R1+ ID）≈0.538K

所以，可取RP 为600?的可调电位器。

4.8 确定R2

2CW13是硅稳压二极管，最大工作电流 IZM=38mA，稳定电压UZ=5.5～6.5V，R2为限流电阻，有： R2=UZ / IZM

R2范围为140?～ 170?，可取R2=150?。

4.9 C2，C3的选取

电路中C2，C3是为减小纹波，消除自激振荡而设立的。

C2=C3=C5= 0.1 ～ 0.33uF

4.10 -5V辅助硅稳压管稳压电路的设计

为抵消+5V而设置的-5V辅助硅稳压管稳压电路。

5 结论

本设计是一个直流稳压电源，可以不同时输出两组电压（+5V和0～+12V），电路简单，易于实现。但在输出0～+12V时，用电位器对电压进行调节，由于电位器阻值的非线形和调整范围窄，使直流稳压电源难以实现输出的电压的精度调整。在稳压器公共端电流 变化时，输出电压会受到影响，为进一步改善电路，可以在实用电路中加电压跟随器，将稳压器与取样电阻隔离。

参考文献

[1]张友汉著.电子线路设计应用手册[M].福州：福建科学技术出版社，2007（07）.

[2]杨欣，王玉凤主编.电路设计与仿真[M].北京：清华大学出版社，2006（04）.

[3]黄继昌主编.电子元器件应用手册[M].北京：人民邮电出版社，2004（07）.

[4]童诗白，华成英主编.模拟电子技术[M].北京：高等教育出版社，2001（01）.

作者简介

李翠翠（1983-），女，陕西省咸阳市人。大学本科学历。现为西安汽车科技职业学院助教。研究方向为汽车电子技术。

电压不稳篇8

关键词：电力系统；风力发电；分岔理论；电压稳定；AVR；SVC

1 背景

1.1 电压稳定问题研究的意义

目前风电作为最具规模化开发和商业化发展前景的新能源技术，越来越受各国的重视。风电的迅猛发展给电力系统带来了很多新的问题，其中风电系统的无功电压问题是最为突出和最受关注的问题之一。目前东北电网的风电装机容量已经突破1000万千瓦，而作为通辽地区电网，到2010年底风电装机容量将达到290万千瓦，而通辽地区负荷容量仅仅100万千瓦，如此大规模的风电运行容量将给地区电网电压稳定性带来前所未有的考验。

研究表明，电力系统是一个典型复杂的高维数强非线性系统[1-4]。由于对电压稳定机理认识上的差异，国际电工学界对电压稳定性尚无严格科学的定义。从扰动的大小出发，可将电压稳定分为小扰动电压稳定和大扰动电压稳定。

大扰动电压稳定性研究的对象是大扰动（如系统故障、失去负荷、失去发电机等）之后系统控制电压的能力。小扰动（或小信号）电压稳定性关心的是小扰动（如负荷缓慢的变化）之后系统控制电压的能力。小扰动电压稳定性可以用静态方法（在给定运行点系统动态方程线性化的方法）进行有效的研究。系统受到扰动后，电压一般不能回到原来的值，因此有必要确定可接受电压水平区域。在这个电压水平区域内系统被称为具有有限稳定性。

电压稳定问题的本质[6-9]是一个动态问题，系统中的诸多动态因素，如发电机及其励磁控制系统、负荷动态特性、OLTC动态、无功补偿设备特性、继电保护动作情况等，对电压稳定均起着重要的作用。

1.2 大规模风电接入带来的电压稳定新问题

随着风力发电技术的不断进步，单台风电机组容量越来越大。目前，世界上主流风电机组额定容量一般为1-2.5MW，单台风电机组的最大额定容量己经可以达到7.5MW，因此风电场也能够比以往具有更大的装机容量。随着风电装机容量在各个国家电网中所占的比例越来越高，对电网的影响范围从局部逐渐扩大。

文献针对大规模风电接入电网带来的电压稳定问题，提出了有利于系统稳定的无功控制策略，目前解决风电并网引起的电网电压稳定问题，通常采用在风电场出口母线上安装电容器组补偿风电场无功需求的方法，而风速或系统运行方式变化、系统故障引起的风电场母线和接入点电压波动，难以通过简单的电容器或电抗器的投切平抑；而且风电在电源结构中的比例越高，其对电网电压的影响越大。随着风电机组技术的不断发展，变速恒频风电机组逐渐成为并网风电场的主流机型，这些机型采用四象限大功率电力电子变流器与电网相连，通过变流器的控制实现有功无功的解耦，具备动态调节无功输出的能力，如何合理利用风电场集中补偿装置和风机变流器无功调节能力，将对区域电网的电压稳定性有着重要的意义。

2 国内外研究F状

2.1 电压稳定分析方法研究现状

几十年来，功角稳定性一直是电网公司首要关注的对象，在20世纪80年代开始，随着电力系统的负荷日益加重，电压稳定问题开始倍受关注。因此电压稳定性问题目前主要采用两种分析方法：静态分析方法和动态分析方法，两种分析方法各有所长，目前的研究现状如下：

（1）静态电压稳定极限及裕度。早期研究学者将电力系统电压失稳问题看做是系统过载引起的，从而将其视为静态问题，利用代数方程研究电压的稳定性。

（2）奇异值分解法。电压稳定临界点，从物理上是系统到达最大功率传输点，而从数学角度上是系统潮流方程雅可比矩阵奇异点。

（3）灵敏度法。灵敏度分析方法在电压稳定研究中应用越来越广泛，其突出特点是物理概念明确，计算简单。灵敏度法判据比较简单，需要数据量少，易于在线实现。

（4）直接法（崩溃点法）。在电力系统电压稳定分析和控制中，电压崩溃临界点的计算具有十分重要的意义。给定一个基态的电力系统，并给定一个系统发电和负荷的增长方向，我们可以计算在此方向的静态电压崩溃临界点。

电力系统是一个非线性动态系统，电压失稳的外在表现为幅值的振荡失稳或瞬间大幅度跌落，这些现象都与电力系统的分岔和混沌有密切关系。经过目前大量的研究结果表明，电压失稳前可能经历霍扑夫分岔（HB）（包括亚临界霍扑夫分岔（UHB）和超临界霍扑夫分岔（SHB））、倍周期分岔（PDB）、奇异诱导分岔（SIB）、鞍节点分岔（SNB）、约束诱导分岔（LIB）等分岔形式，目前有关研究多数集中在鞍结型分岔点（SNBP）和约束型诱导分岔点（LIBP）求解研究之中。

电力系统存在另一种电压崩溃现象是约束诱导的电压崩溃现象，其主要体现在P-V曲线变化过程中，突然发生除负荷增长外的又一突发扰动，例如：发电机无功输出达到上下限、发电机组跳闸、线路故障跳闸等，由此使系统雅可比矩阵的维数或结构参数发生变化，此时系统的P-V和Q-V曲线发生一次所谓的分支转换现象。

2.2 风电并网电压稳定研究现状

2.2.1 静态分析方法的应用现状。有关电压稳定静态分析方法国内外学者已经开展了大量的研究工作，但内含风电的电网电压静态分析方法的研究属于起步不久，虽然有了一些文章发表，但是目前困扰风电并网电压静态分析方法的最主要难题是风电场并网系统如何建模问题尚且没有解决。在电压稳定静态分析方法中风电场如何建模将是目前研究学者最值得思考和研究的问题之一。这也是本课题将要进行研究的主要问题之一。

2.2.2 动态分析方法应用现状。动态数值仿真分析方法是目前工程上较为普遍使用的方法，其仿真结果的可信度主要取决于所构造模型的正确性。目前有关风电机组和风电场的动态建模已经开展了大量的研究工作。本部分将主要介绍目前国内外关于风力发电系统建模研究和大规模风电并网对电网安全稳定影响研究现状。

（1）风力发电机的动态数学建模研究现状。在研究电压跌落对双馈风机影响时，需要建立双馈风机定子电压跌落情况下的暂态数学模型。在电网电压跌落情况下双馈风机转子电路通常被Crowbar电路短路或串联一个小阻值的电阻，因此利用电路的叠加原理对双馈感应发电机转子短路情况下定子电压跌落的情况进行分析，可以得到电网电压跌落情况下双馈感应发电机系统暂态电流的表达式。

（2）风电场数学建模在电网稳定性影响研究中应用情况。风电发电的并网运行已经成为电力系统电源的重要组成部分，由于风力发电对风速的依赖性，而自然界的风速有其固有的随机性，因此风电的间歇性和风速的扰动成为制约风电并网的重要因素之一。从风电场的规划到并网之后的运行全过程中，对其并网之后对整个电力系统电压稳定性的影响必须进行深入细致的研究与分析。

2.3 风电并网电压稳定研究发展趋势

通过对目前电压稳定分析方法发展现状及风电并网带来的电压稳定问题的分析，总结有关风电并网电压稳定研究有以下几个发展趋势：

（1）适用于电压稳定分析的风电场等值模型的建立。目前电压稳定分析方法相对已经较为成熟，然而在应用在多风电节点电网的分析之中时，缺少能够应用的风电场等值模型，仅能将风电场看作是“特殊PQ节点”处理，这显然是不科学的。

（2）通过现场试验测量数据验证或构建风电机组动态仿真模型。目前风电机组及风电场动态仿真技术已经取得了一定的进步，但是由于仿真模型准确性的验证较为困难，所以目前为止尚且没有学者们公认的结论。

（3）静态分析方法和动态分析方法相结合的电压稳定综合分析方法研究。目前电压稳定静态分析方法和动态分析方法如前所述均有其优缺点，并且各有所长。

（4）提高大规模风电接入点电压稳定水平的技术措施研究。

3 技术路线

3.1 风电场联网运行无功电压模型研究

目前，在对风电并网相关问题进行仿真分析时，对风电场基本是以负荷模型进行替代，仿真结果必然存在较大误差。因此，对包含风电场的电力系统进行电压稳定性分析的首要问题是对风电机组或风电场进行可靠有效的建模。

3.2 内含多风电节点的地区电网电压稳定性研究

3.2.1 电压失稳状态空间的建立方法研究。对于电网结构和参数（线路参数、主变参数、发电机参数、负荷模型参数等）固定的电网，能够导致其电压变化的因素很多，具体包括：节点有功变化、节点无功变化、线路故障、母线故障、主变故障、发电机跳闸等。本研究在组合电压失稳状态空间时，以对节点电压影响灵敏度较大的风电场优先组合。本论文下一步研究主要集中在电网严重故障与风电场有功变化之间如何进行状态空间构建问题开展研究。

3.2.2 电压失稳状态空间下的电压轨迹追踪研究

（1）基本思想。建立电压失稳状态空间后，根据失稳因素的排列依次对电网进行扰动仿真，根据轨迹分岔理论求取轨迹的鞍结分岔点，应用初始状态至鞍结分岔点的变化轨迹求取电压稳定裕度。

（2）一种新的轨迹追踪方法。假定状态空间下的节点静态电压稳定数学模型为式（1）：

（1）

上式中，f1、f2为依次的电网扰动，根据电压稳定静态模型得出的静态电压仿真曲线如图1所示。

图1中，状态1曲线对应数学模型g（y）=g（VT，？兹T），状态2曲线对应数学模型g（y）=g（VT，？兹T，f1），状态3曲线对应数学模型g（y）=g（VT，？兹T，f1，f2）。从失稳因素集合构成上看，每一个扰动都将恶化电网电压稳定水平。

从图1追踪曲线上看，对于状态1，电压失稳临界点并不是曲线本身的鞍结分岔点，而是点A，原因是点A右侧的运行状态中只要发生f1扰动系统运行状态立即转换为状态2，此时系统已经处于失稳状态；同理状态2的电压失稳临界点将是点B。

本论文将根据上述轨迹追踪方法，提出新的电压稳定裕度指标，并在实际系统验证稳定裕度指标的有效性。

3.2.3 基于分岔理论的含风电场电力系统电何榷ㄑ芯俊N实现电压稳定指标的在线求取，本研究将应用分岔理论针对含风电场的电力系统静态电压稳定分析方法进行研究。

当电力系统负荷水平及发电机输出功率确定时，常规潮流方程可表示为（2）。

（2）

定义向量y=[V，？兹]T，其中VT和？兹T分别表示系统电压幅值列向量和相角列向量；定义P和Q分别为式（2）等号左侧Pgi-PLi和Qgi-QLi构成的向量；Pe（y）、Qe（y）分别为等号右侧对应的向量，则潮流方程可描述为式（3）。

（3）

以建模风电场有功Pw为控制参数，建模风电场无功Q分两种方式考虑：一是按构建的静态P-Q-V模型考虑；二是按照有功功率变化过程无功功率恒定不变考虑。于是含控制参数的风电系统静态电压稳定分析数学模型为式（4）。

g（y）=g（VT，？兹T，Pw） （4）

仿真曲线如图2所示。

当建模风电场的注入有功功率Pw=0.57pu时，系统发生鞍结分岔，而采用无功恒定模型静态电压稳定水平明显要高，这也进一步说明风电场模型的选取将直接影响电压稳定的分析结果。

由于实际电力系统中，发生变化的控制参数不仅仅有一个，往往在一个参数变化过程中同时伴随着其他参数变化，例如：风电场有功变化过程中发生临近线路跳闸、变电所电容器投切、机组跳闸等，这即会改变网架结构，同时改变了发供电的平衡，进而影响了电压变化轨迹的特性。

本论文将基于上述研究基础上进一步研究多参数变化的系统鞍结点分岔特性，总结其变化规律，提出一种新的应对多参数变化的电压稳定分岔点分析方法。

参考文献

[1]余贻鑫，王成山.电力系统稳定性的理论与方法[M].北京：科学出版社，2001.

[2]赵万明，黄彦全，等.电压稳定静态方法综述[J].电气开关，2009，NO.1.

[3]程浩忠，吴浩.电力系统无功与电压稳定性[M].北京：中国电力出版社，2005.

[4]潘文霞，陈允平，沈祖志.电力系统电压稳定性研究综述[J].电网技术，2001，25（9）：51-54.

电压不稳篇9

关键词：消防 稳高压给水系统 稳压点 流量 压力

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—068—02

《石油化工企业防火规范》GB50160—92（1999局部修订条文）第7.3.11条规定，大型石油化工企业的工艺装置区、罐区等，应设独立的稳高压给水系统，其压力宜为0.7～1.2MPa。所谓稳高压消防给水系统是以稳高压泵的日常稳压来保持和满足消防给水系统内任何一处消防设施的最不利点工作压力。火灾时，通过稳压给水联动消防水泵供水，满足全部消防设备系统投入使用所需的工作压力及流量的消防给水系统，一般由一台高扬程小流量的稳压泵（一开一备）与气压罐组合而成稳压给水设备，两台高扬程大流量的消防水泵（其中一台为柴油泵或由柴油机供电的电动泵）以及联动控制设备等组成。消防管网的稳压设施有多种方式，如消防稳压泵、气压水罐等，不论采用那种形式，稳压系统均包括动力设备，电力自控设备和管线三部分。稳压泵压力控制稳压工艺是当系统压力超过设定值，压力控制装置将自动关闭稳压泵出口电动阀，随后切断稳压泵电机电源，实现平稳自动停泵。当压力控制装置检测到管网压力低于某设定值时，向稳压泵电源控制系统发出指令，自动启动稳压设施后，慢慢打开出口电动阀，实现平稳自动启动稳压泵。通过压力节点控制自动启动和自动关闭将消防供水系统压力控制在一定压力范围内。这种工艺操作简单，运行成本低，将系统压力稳定在0.7—1.2MPa内，但如果消防设施系统存在较大泄漏点，使用稳压设施时，稳压泵就会容易出现频繁的启动和停止动作，造成稳压泵使用寿命降低。长春经济技术开发区区某化工企业稳高压消防供水系统设计中，其采用了压力开关控制连锁启泵方式，并设有柴油泵作为备泵的工艺，可靠系数大大提高，现将此工艺介绍如下。

1 工艺

整个稳高压供水系统由供安装4台泵，2台稳压泵、1台电动泵、1台柴油泵等组成，具备手动和自动启动方式。无火灾时，对管网中漏水，渗水造成的压降，当压力表显示低到0.65Mpa时，压力开关动作即闭合，自动启动稳压泵，运行直到压力上升至0.75Mpa时压力开关打开，泵停止运行。由稳压泵供水给与补充，维持管网需要的消防压力，以防消防电动主泵误启动。两台稳压泵互为备泵。另外为了保护管道在管道上安装了安全阀，当压力超过0.8Mpa时安全阀动作，把多余压力泄到消防水池里。平时管网的压力靠稳压泵来维持在0.7Mpa。电动泵和柴油泵处于消防预防状态，即设备的运行方式选择的开关打在自动位置。当消防栓或自动喷淋出水进行灭火时，管网泄水压力下降，压力显示低于0.55Mpa时，电动泵启动，柴油泵作为电动泵的备泵，当压力降至0.45Mpa时自动启动。当发生紧急情况时，消防中控室手动可以起动电动泵和柴油泵/停止电动泵。

该企业每周分别对电动泵和柴油泵测试运行一次，每月各阀门开关状态和上锁情况、水池水位等进行检查，每季度对消防泵进行保养。

2 主要设计参数确定

稳高压消防供水系统用于使自喷淋系统和消火栓系统始终处于要求的压力工况条件，一旦出流即能满足消防用水所需的水压和水量要求。其设计参数主要取决两个方面：（1）系统流量，它关系到在整个系统的稳定性和可靠性。如果流量设计偏大，对于整体系统管网要求就会提高，平时维护费用就会大大增加， 而且会造成系统反应速度降低。如果设计流量值较小，如果系统管网稍有渗漏，就会造成消防稳压泵反复启动，从而降低稳压系统的使用寿命。本文介绍的企业稳高压系统管网管材采用镀锌钢管，接口采用法兰连接，管网系统的渗漏主要发生在水泵的密封部位，其数量相对而言是有限的，所以设计流量按不大于一个喷头或一个消火栓的水量加上系统管网平时渗漏量进行计算，设计的流量留有足够余地。（2）系统稳压点，它关系到消防供水系统的安全性和灵敏度。本文介绍的企业消防供水系统稳压设施设置的稳压点以稳压泵设置两个压力节点，消防主泵设置两个压力节点、柴油泵一个设计压力节点来控制整个系统的工作状态。当系统出现渗漏，管网压力降低到设定值时，系统自动启动稳压泵，向消防供水管网补水，当消防供水管网通过补水，压力上升至上限设定值时，自稳压泵动停止运行。当发生火灾时，系统大量向外供水，供水管网压力迅速下降，管网内压力下降至设定启动消防主泵的下限时，系统会自动连锁启动消防主泵，消防主泵向管网内供水，达到设定压力上限值时，主泵也会自动停止运行。而且当消防主泵出现故障不能使用时，管网压力持续下降，当下降到一定程度时，柴油泵根据压力开关设置的启动点，启动柴油泵，保持向系统内供水。

3 运行

（1）消防水池浮球液位开关于柴油机泵/电动泵/稳压泵连锁：水池液位开关低位常开接点控制柴油泵控制盘内液位继电器，当水池水位降至距池底0.5米左右时，水池浮球开关常开，接点闭合，液位继电器常闭接点断开，分别连锁电动泵/稳压泵停止运行或不能启动。液位继电器常开接点闭合，连锁柴油机泵停机继电器动作，柴油机泵停止运行或不能启动。

（2）稳压泵运行：稳压泵自动状态下，管网压力下降到0.65Mpa时，稳压泵压力开关接点闭合，启动稳压泵。稳压泵自动状态下，管网压力达到0.75Mpa时，稳压泵压力开关接点断开，停止稳压泵。

（3）消防主泵运行：电动泵自动状态下，管网压力达到0.55Mpa时，电动泵压力开关接点闭合，启动电动泵。电动泵自动状态下，管网压力达到0.7Mpa时，电动泵压力开关接点断开，停止电动泵。

（4）柴油泵运行：柴油泵自动状态下，管网压力达到0.45Mpa时，柴油泵压力开关接点闭合，启动柴油泵。柴油泵启动后只允许现场手动停止。

（5）电动泵自动状态下，中控室人员均可在多线控制盘上随时启动或停止电动泵。柴油泵自动状态下，中控室人员均可在多线控制盘上随时启动柴油泵，但须在现场手动停止。

4 结论

化工企业一旦发生火灾，火灾蔓延迅速，消防供水系统采用临时高压消防给水系统时，扑救初期火灾时由于消防供水压力和供水流量不能完全满足要求，采用临时高压给水不能及时迅速地控制扑灭化工企业类的初期火灾。稳高压消防供水系统，自动化控制程度高，启动迅捷，操作方便，安全系数高，不论在火灾发生初期和发展阶段，都能有效满足消防用水压力要求和流量要求，所以适合用于化工类企业。据了解，该消防供水方式90年代我国上海浦东就从英、美、日等国引进的十多项工程建筑中均不设高位消防水箱，而采用了这种“稳高压给水消防系统”，目前已被广泛应用于实际工程且效果良好。该套系统还适合用于增设高位水箱施工难度大的后期进行的消防改造工程，工程施工过程中增加的设施只有稳压装置，占用空间不大，施工难度小，所耗费用不多，容易施工，并可充分利用已建消防设施的优点，特别适用一些建筑时间早消防设施不能满足要求而进行完善的消防改造工程。

电压不稳篇10

【论文摘要】 电力系统是一个规模庞大的动态系统，电力系统的安全经济运行对国民经济的发展有着重要的影响。本文针对电压稳定性破坏进行了详细的分析。 

 

近年来，我国电力事业发展迅速，电网内部也存在着引起电压崩溃的因素，而且可能更为突出，只是由于目前大多数有载调压器分接头未投入自动和电力部门过早地采用了甩负荷这一最后的措施，因而电压稳定问题似乎显得不那么突出。随着电力市场化，人们对电能质量要求提高，甩负荷这一措施的使用将会受到限制。研究认为，电压崩溃日趋严重的主要原因有以下几点：一是由于经济上及其它方面(如环保)的考虑，发、输电设备使用的强度日益接近其极限值；二是并联电容无功补偿大量增加，因而当电压下降时，向电网提供的无功功率按电压平方下降；三是线路或设备的投切，引起电压失稳的可能性往往比功角稳定研究中所考虑的三相短路情况要大得多，然而人们长期以来只注意功角稳定的研究。 

 

1 电压稳定性破坏的原因 

1.1 电压崩溃的起因 电力系统稳定问题的物理本质是系统中功率平衡问题，电力系统运行的前提是必须存在一个平衡点。电力系统的稳定问题，直观的讲也就是负荷母线上的节点功率平衡问题。当节点提供的无功功率与负荷消耗的无功功率之间能够达成此种平衡，且平衡点具有抑制扰动而维持负荷母线电压的能力，电力系统即是电压稳定的，反之倘若系统无法维持这种平衡，就会引起系统电压的不断下降，并最终导致电压崩溃。当有扰动发生的时候，会造成节点功率的不平衡，任何一个节点的功率不平衡将导致节点电压的相位和幅值发生改变。各节点电压和相位运动的结果若是能稳定在一个系统可以接受的新的状态，则系统是稳定的，若节点的电压和相角在扰动过后无法控制的发生不断的改变，则系统进入失稳状态。电力系统的电压稳定和系统的无功功率平衡有关，电压崩溃的根本原因是由于无功缺额造成的，扰动发生后，系统电压无法控制的持续下降，电力系统进入电压失稳状态。无论是来自动态元件的扰动还是来自网络部分的扰动，所破坏的平衡均归结为动态元件的物理平衡。电力系统的动力学行为仅受其动态元件的动力学行为及其相互关系的制约。 

 

2 电压稳定性的分类 

将电压稳定性问题适当分类，对电压稳定性的分析，造成不稳定基本因素的识别，以及提出改善稳定运行的方法等都是有利的。①按扰动的规模来讲电压稳定问题可以分为小扰动电压稳定性，大扰动电压稳定性。一是小扰动电压稳定性是在如系统负荷逐渐增长，送到负荷节点的功率的微小变化之下系统控制电压的能力。小扰动下系统能够稳定运行意味着系统本身能够不断调整以适应变化的情况，系统控制系统有能力在小扰动后令人满意地运行，保证系统发出的无功等于消耗的无功，在出现最大负荷时能成功地供电。这种形式的稳定性由负荷特性、连续作用的控制及给定瞬间的离散控制作用所确定。系统对小扰动的响应特性取决于初始运行条件、输电系统强度以及所用的发电机的励磁控制等因素。依靠负荷和电源自身固有的调节能力，使扰动前后的电压值相同或者相近。二是大扰动电压稳定性是关于在发生诸如系统故障后，系统控制电压的能力。这些扰动包括输电线上短路、失去一台大发电机或负荷，或者失去两个子系统间的输电线。系统对大扰动的响应涉及大量的设备。

此外，用来保护单个元件的装置对系统变量变化的响应也影响系统的特性。②按照失稳事故的时间场景电压稳定问题可以分为：一是暂态电压稳定性，稳定破坏的时间框架从0~大约10秒，这也是暂态功角稳定性的时间框架。在这类电压不稳定中，电压失稳和功角失稳之间的区别并不总是清晰的，也许两种现象同时存在。这类电压崩溃是由诸如感应电动机，和直流换流设备等不良的快速反应负荷元件造成的。对于严重的电压下降感应电动机可能失速，吸收无功功率急剧增加，进而将引起其临近的其它感应电动机失速。除非尽快切除该类负荷，否则会导致电压崩溃。二是中期电压稳定性，稳定破坏的时间框架通常为30秒到50秒，典型者为2到3分。发生此类电压失稳事故时电力系统一般处于高负荷水平，且从远方电源送入大量功率，当重载条件下运行的系统受到突然的大扰动后，由于电压敏感性负荷的作用，系统能够暂时保持稳定。但扰动后网络无功损耗大量增加，引起负荷区域电压下降，当自动调节分接头的变压器和配电电压调节器动作，而恢复末端变压器负荷侧电压，从而恢复负荷功率时，网络传输电流进一步增大加剧输电网络中电压的下降。同时送端发电机可能因过励磁限制而只发送有功，甚至由于发电机长时间过电流而被切除。这样含电源在内的输电网络已经不可能提供足够的无功功率，以支持负荷消耗与网络无功损耗的需要，就会最终导致电压崩溃对于这类电压崩溃事故，运行人员来不及干预，自动调节分接头的变压器及配电电压调节器，发电机过励限制等因素在此过程中起重要作用。应当指出的是，在这一过程中自动调节分接头的变压器的作用是抑制或加剧电压崩溃的进程，与负荷特性分接头位置及系统无功储备有关。三是长期电压不稳定性，这种场景的电压崩溃发展过程经历一个相当长的时间，其过程可大致描述如下：负荷过速增长，导致主要负荷母线电压单调下降。几分钟内由于自动调节分接头的变压器及调度干预等作用，电压的下降得到遏止后，一方面自动调节分接头的变压器使网上负荷得到恢复，另一方面负荷继续快速增加，电源的增加或当地无功补偿增加，跟不上负荷增长速度的需要，电压下降进一步恶化，最终导致部分地区电压崩溃，系统瓦解，造成大面积停电。在长期电压不稳定事故中，往往没有直接的扰动。其原因是本来已经薄弱的严重过载的结构，不合理的网络中的负荷恢复和快速增长造成的。 

 

3 小扰动电压稳定性的机理分析 

电力系统在给定的稳态运行点遭受任意小的扰动后，如果负荷节点的电压与扰动前的电压值相同或者相近，则称系统在给定运行点为小干扰电压稳定，此时系统扰动后的状态位于系统扰动后的吸引域内。从负荷节点可将系统分为两部分，一部分可以看为电源系统，则另一部分看为负荷。小扰动电压稳定性的前提是扰动后的系统电源的无功—电压静态特性和负荷的无功—电压静态特性必须有交点，并且在该点具有维持电压不变或有微小变化的能力。 

4 大扰动电压稳定性的机理分析 

小扰动电压稳定性是系统在受到扰动后是否存在平衡点的问题，对于大扰动电压稳定性而言，扰动后的系统存在平衡点是其必要条件，但不是充分条件，系统是否能够恢复到平衡点，还依赖于系统中各元件无功功率的变化速度。当电源自动调节的速率愈快时，对大干扰的稳定性愈有利。在稳定性的评价中所关心的问题是电力系统遭受暂态扰动后的行为。电力系统在给定的稳态运行点遭受一定的扰动后，如果故障后平衡点超出系统运行限制范围，系统没有能力保持在一个静态稳定的运行点，也就是扰动后由于负荷ql增长，ql—u向上移动，或电源qg下降qg—u向下移动，使ql—u完全在qg—u上方，两者无交点，表示在任意电压下均有负荷吸收的无功大于电源发出的无功。系统失去发电机或回路的事故之后控制电压的能力，因此电压崩溃，电压稳定性破坏。大扰动的电压稳定性涉及系统中的大量设备，但在任何给定条件下，只有有限数量设备的响应是至关重要的。为确定稳定性所必须考虑的装置、过程和时间范围对大扰动电压稳定问题的研究至关重要。