欢迎来到速发表网,咨询电话:400-838-9661

关于我们 登录/注册 购物车(0)

期刊 科普 SCI期刊 投稿技巧 学术 出书

首页 > 优秀范文 > 电力系统分析

电力系统分析样例十一篇

时间:2023-03-10 15:06:51

电力系统分析

电力系统分析例1

由上文可知安全状态和警戒状态是电力系统运行中的两个相对的状态,目前船员只能通过经验来识别这两种状态。但是随着船舶电站容量显著增大,电网规模庞大,结构更趋复杂,不同区域之间的互联更加紧密,设备故障波及范围扩大,影响系统稳定的因素和不确定性因素增加,船员已经难以根据经验来判断当前电力系统的安全运行状态。简单地说,船舶电力系统静态安全分析则可以帮助舰员实现对整个船舶电力系统的安全监测,有效区分安全状态与警戒状态。静态安全分析在船舶电力系统整个功能实现的过程中的作用愈发重要,但是在船舶电力系统静态安全分析方面的研究几乎为一片空白,研究意义非常重大。根据船舶电力系统自身的特点,预想事故分析包括预想事故集定义、预想事故扫描与排序和危害度评估等部分。在预想事故集定义时,由于船舶电力系统在不同工况下运行方式差异较大,

当其运行方式、网络拓扑发生变化时,影响电力系统运行状态的故障会发生变化,因此事故集合中的预想事故也应发生相应变化。这就要求预想事故分析所定义的事故集中的元素不是一成不变的,而是动态的。目前陆地电网电力系统由于规模比较大、线路多等原因计算机软件还不能做到完全自动选择故障。而船舶电力系统是一个小型的独立电力系统,发电单元和线路相对较少,有条件做到完全自动选择故障。同时单重元件的开断仍有可能对系统产生有较大危害的故障,所以N-1扫描式的故障选择对于船舶电力系统来说是首选的预想事故集定义方法。陆地电网实现预想事故扫描的方法目前主要难点在于解决速度与精度矛盾。前文提到船舶电力系统的发电单元和线路相对较少,可以有条件实现在对预想事故快速扫描的同时实现单故障详细分析。但是船舶上的空间相对有限,无法放置大型计算机使用过于复杂的算法来进行精确的计算,因此应该利用电力系统的实时信息选择一种复杂度和精确度都合适的直接法来选择能够危害系统正常运行的预想事故。在对预想事故扫描之后需要对这些事故对系统所产生的危害按照一定的行为指标进行排序,按照从大到小的顺序排列得出预想事故一览表。然而目前为止并无权威的行为指标来定义预想事故的危害度。

陆地电力系统对危害度的考量侧重于功率和电压的过载情况。船舶电力系统作为一个小型的独立电力系统,负载的供电路径较少,失电的概率比陆地电网大得多。同时推进负载等重要负载就是船舶的生命,一旦推进负载失电将造成极为严重的后果。因此全船失电或者推进负载和重要负载的失电是不能容忍的。另一方面,由于设备与线路留有的负载裕度较大,即便出现过载和越限,暂时也不会出现较大问题。综上所述,船舶电力系统的预想事故危害度行为指标应当按全船失电、区域失电、发电机过载、区域过载危害性递减的排序方式来评估。对于同一负载,失电故障应当跟负载失电前的功率与负载的额定功率之比为有关。失电前的功率占额定功率越大危害程度应当越大。评估与决策建议是通过定义船舶电力系统静态安全裕度的行为指标,来对目前正在运行的电力系统的安全性做一个全面的评估,并对供配电管理和负载管理提出决策建议。简单地说就是通过对安全裕度的阈值设定来判断当前电力系统运行的状态。但是目前静态安全裕度概念并没有被提出。静态安全裕度作为当前电力系统运行的安全评价,各预想事故的危害度自然是需要考虑的一方面。而推进负载作为一个重要负载是船舶的生命力所在,需要有一定的功率储备来保证推进负载。同样的,一些船舶的重要负载也需要一定的功率储备,一般来说,功率储备多则安全裕度相对较高。

电力系统分析例2

1电力营销的主要业务及客户需求分析

电力营销系统主要包括客户服务单元、营销业务单元、营销工作质量单元及营销决策支撑体系四部分。其中,客户服务层主要通过营业厅、互联网来满足用电户的信息查询、咨询、受理用电户的紧急服务或投诉举报等业务,也是电力营销系统中提升企业形象,赢得市场竞争的关键点;营销业务层主要从电力标准化、规范化管理上,从具体业务的处理上来优化管理,提升服务效率。如对新装、增容、变更服务、电能计量、电费收缴、合同管理、负荷管理等业务;电力营销工作质量管理层,主要从客户服务及电力营销业务考核上,就工作流程、工作任务、合同执行情况,以及投诉举报工作进行监督,督促相关责任部门完善落实;电力决策支撑层,主要从电力营销策略制定、市场调研、市场开发、运营管理、客户管理、电力营销效益评估及企业战略规划上提供科学决策依据,辅助电力营销决策工作。

我国电力营销工作起步较晚,与发达国家相比还较为滞后,用电户对电力营销业务需求还处于较低层面。通常情况下,在保障电力供应稳定性上,结合电力服务经济社会发展实际,从故障排除响应速度、提升优质电力服务质量上,电力营销在客户需求分析上主要表现在:一是满足电能供应可靠性,从停电原因、电网改造、电力设备故障处理、电力供需不平衡等方面来提升供电可靠性;二是满足个性化电力服务需求,当前在个性化服务上,主要集中在用电户电能信息采集,以及实现供电、用电双向互动交互;三是快速电能故障处理及响应速度,着力从电力故障点判断、解决用电户故障问题,实现快速响应处理;四是丰富用电业务办理渠道,当前主要以营业厅为办理渠道,人工受理方式降低了用电满意度,要拓宽网络办理,实现智能化受理;五是用电信息不透明,当前用电户所获得的用电信息范围狭窄,无法全面了解、及时获得用电信息,导致电力营销策略规划缺乏引导性。

2基于智能电表的电力营销系统功能

2.1电力营销系统设计原则

电力营销系统设计要兼顾系统的复杂性、扩展性、开放性、安全性和可靠性原则,促进系统设计的科学、合理、实用、经济。在扩展性上,要能够结合用电服务及电力营销系统诉求,保持自身系统设计的宽裕度,便于系统兼容范围的扩大和延伸。在开放性上,要避免单一系统设计的局限性,要能够从未来相关系统的综合上,实现与不同系统的兼容。如软件平台的兼容、系统移植性设计。在安全性上,要保障用电户信息的安全,从基本信息加密、用电户认证、授权和访问权限管理上,切法保障用电户的信息安全。在可靠性上,由于电能采集与处理需要较大的存储空间,并在信息采集、传输上提升信息准确性,要从技术上、设备功能上、系统布局上、容错处理上确保信息采集的稳定、稳妥。如利用硬件监控系统对系统资源使用状况进行监控,利用数据库技术来实现故障恢复。

2.2电力营销系统功能总体架构

从电力营销功能总体架构来看,最底层是电能信息采集管理,负责对所有负荷,包括大用户、普通用电户智能电表的数据采集,并实现统一的采集监管、传输、存储、管理应用;中间层是电力营销管理业务平台,主要从电能计量模块获取电能数据信息,从客户服务模块获取用电异常信息并回馈处理结果,从电费模块获取欠费信息,并通过催费控制模块传输给远程智能电表,进行提醒;从用电负荷、供电设施进行负荷数据采集、线损分析并传输给电力市场管理模块。最上层是电力营销调度管理模块,如配电GIS管理系统、电能调度采集系统、电压监测系统等,通过安全生产、工程管理、财务管理、物资管理、人力管理、综合管理等部门来完成。

2.3电力营销系统三大功能模块

在电力营销系统功能设计上,其三大功能分别为业务应用功能、运维支撑功能和采集管控功能。其中,业务应用上包括基础业务应用、数据采集、控制执行,以及数据分析、运行管理等模块。如在基础应用中,设置有终端档案管理,负责各用电户基础信息的设置、变更与查询;费控管理主要从电费信息采集、欠费等进行控制;数据采集主要从数据采集方案设计、采集任务执行,以及数据采集质量和数据发送等方面来完成;在运行管理上主要对各终端智能电表进行调试和状态监测;数据分析功能主要对采集数据进行校验,并进行分析和数据存储,如历史数据、电表读数、实时数据,以及形成各智能终端的电能使用报表。在运维支撑功能上,主要是满足电力营销系统配置及维护管理,如系统运行平台主要有电能采集、电能数据监控模块,并通过通信和规约服务来进行电能使用状态监测;另外,运维支撑模块还能够从系统配置、值班日志管理上,对操作员、系统参数、值班记录进行管理。采集管控模块是智能电表的重要内容,主要从电表的运行监测、电量分析、负荷监控、终端工况等方面进行管理和控制;另外,还负责对智能电网环境、线损等进行分析。

3电力营销系统功能变革展望

从智能电网的发展来看,电力营销系统功能将发生新的变革,逐步实现由原来的抄表、收费、受理业务、维修服务转向基于用户电能需求的综合解决方案,尤其是在电网与用电户双向互动上,将利用电能测量技术、通信技术等实现能源流、资金流、信息流的多重交互。

3.1需求侧方向的变革

电力系统分析例3

中图分类号:TH165+.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0156-01

引言

电力系统远动是为电力系统调度服务的远程监视与控制技术。远动技术起源于20世纪30年代,首先应用于铁路运输系统.20世纪40年代用于电力系统,20世纪50年代末在我国的电力系统才得到应用。远动技术是对分散在相距较远的生产单位及生产设备,为完成同一生产任务,服从一个调度机构指挥,收集信息、实现生产过程的监视与控制而产生的一门技术。它将各个发电厂、变电站的运行工况转换成便于传输的信号形式,加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰,经过调制后,由通信通道传送到凋度端。在调度端经过反调制,如无干扰就还原为原来发电厂、变电站工况的一些信号并显示出来,供给调度人员监视之用。调度端的各种调度命令也可以通过类似过程下发到发电厂和变电站,对设备进行各种参数修改、控制和调节。远动技术在电力系统中的应用,使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。

一、电力运动系统的组成

电力运动系统一般由主站设备、通道设备、子站设备组成,这三部分是相互联系、缺一不可。

1、主站设备。

包括调度计算机、计算机网络及附属设备。

2、通道设备。

音频通讯、光纤通信。

3、子站设备。

RTU或综合自动化

电厂电力运动系统的主站设备一般都会设在调度中心,通讯通道采用音频电话线,子站设备由砌叫箱和开关组成。可以实现对于厂外供电的电压、电流进行监控,并具有故障报警、事故记录功能。

电力系统远动的功能

所谓远动是指利用远程通信技术进行信息传输,实现对远方运行设备的监视和控制。

遥测即远程测量,是指应用远程通信技术,传输被测变量的值。

遥信即远程指示;远程信号是指对如告警情况、开关位置或阀门位置这样的状态信息(开关信号)的远程监视。根据受控设备的不同,远程控制可分为遥控和遥调。

遥控。又称远程命令,是应用远程通信技术使运行没备的状态产生变化,如对断路器的控制。

遥调。又称远程调节,是应用远程通信技术,完成对具有两个以上状态的运行设备的控制,如机组出力的调节、励磁电流的调节、有载调压变压器分接头的位置调节等。

由此可见,远动技术在电力系统中的应用,使调度员在调度中心借助遥测和遥信功能,便能监视远方运行设备的实时运行状况;借助遥控和遥调功能,可以完成对远方运行设备的控制,即实现远程监视和远程控制,简称为远程监控。所谓“四遥”是遥测、遥信、遥控、遥调技术的简称,是电力系统远动要完成的基本功能。所以,远动技术是“四遥”的结合。

二、运行中常见的故障发生部位分析

主站计算机:故障类型有硬件和软件两种。如果计算机开启后,显示器不显示或主机工作不正常,这可能是计算机硬件或操作系统问题;如果操作系统运行正确,而调度端系统运行部正常,这是调度端运动系统软件的问题。

通道通讯问题:如果主机显示个别子站通讯不正常,可判断为通道问题。

子站RTU故障:RTU由电源模板、监控模板、通讯模板等组成,每块模板都有相应的指示灯指示是否正常,通过观察指示灯可以初步判断故障模板。

三、查找故障的方法

查找故障的方法―般有观察法、测量法和替换法。

3.1、观察法:查看组成电力运动系统的各设备模块灯光指示是否正常。

3.2、测量法:经观察法不能准确判断故障时,可以用专用工具进行检测,常用工具为万用表。另一种检测方法是利用监听软件进行测试。通过检查报文,就可以准确判断故障部分。

3.3、替换法:由于现在设备多为独立模板组成,在明确故障部位后,可相应进行处理,对于模板故障,可用相同型号正常模板替换故障模板,将故障模板返厂维修。

四、预防措施

4.1、在设计阶段,可以考虑到RTU的现场运行条件、防雷等要求。此外,运动设备的更新改造设计方案,在选型上应尽量选用同一厂家的产品,避免设备选型杂乱。便于运行人员和维护人员熟悉掌握设备使用,为以后维护提供方便。

4.2、在施工验收阶段,在设备新投入运行、改造时应严格按照相关标准制定调试大纲,对设备做好传动试验工作,各级验收人员要把好验收关,杜绝运动设备存在缺陷投入运行。

4.3、在运行维护过程中,运动设备维护技术人员,应每天对子站遥测、遥信、遥控、摇调等信息进行巡视检查,统计好设备缺陷,分析其产生的原因,结合设备停电及时处理,按照设备维护试验周期,做好故障总结。

培训学习,由于设备厂家与用户在不同角度,售后服务跟不上,导致处理不及时,因此,作为用户不能过分依赖厂家技术人员,要加强本单位运动维护人员的培训学习,增强专业理论基础,对出现的问题做好运行情况分析,不断积累和总结经验,切实提高排除复杂问题的能力。

五、结束语

随着国民经济的发展,人们对电网的可靠性要求甚高。电网自动化程度也越来越高。因此,对远动通信设备稳定性和专业技术人员业务素质提出更高要求,这既是一种挑战又是一种机遇,应抓住机遇不失时机创造良好的经济效益和社会效益。远动设备维护人员,必须在实际工作中不断地学习理论知识和设备原理,结合实际情况,为电力安全运行保驾护航。

参考文献

电力系统分析例4

1.1档案管理

工程管理系统当中对于档案管理主要是用到了清华紫光档案管理软件,其利用MIS系统将数据连接与清华紫光系统联合起来。在工程管理系统当中,当文件进行审批后,档案管理人员就可将文件归档,通过数据接口文件将会进入清华紫光系统的档案管理当中,这样慢慢的就会形成一个庞大的工程档案数据库,也就完成了工程档案的管理。

1.2安全管理

安全管理的主要要求就是“安全第一,预防为主”,在安全管理当中,我们主要针对以下内容进行规范。首先是安全资料台账。所有的安全管理人员必须将安全管理工作中的重点台账信息(如安全人员监督表、特殊工种人员登记、特殊工具入场登记等)录入到系统当中,并要进行及时的数据更新,以保证系统中的数据与现场的实际情况一致。其次是安全会议信息。其中主要包括会议纪要的起草、签发等,同时还要提供有关会议信息的查询功能,以方便随时调出会议纪要。再次就是对于施工的规定。其中主要包括有关安全监督人员的责任区登记及监理工程师的通知及回复等内容。另外,还有有关安全执法及事故管理方面的内容,其中安全执法的主要内容是日常的安全检查记录及安全设施的规范,这主要是由安全监督人员或是企业的管理者来录入。事故管理则包含伤亡事故管理及报表,另包括机械事故及交通事故等,这主要是由安全监督人员或是现场的治安管理人员来录入。

1.3质量管理

质量管理是整个工程施工的核心,质量管理主要包括质量的基本信息、质量的考核管理、质量的管理记录、质量的问题管理及质量检查的监督管理。

1.4技术管理

技术管理主要包括往来工程文件的录入及查询、台账的缺失统计以及竣工图的统计。对于往来文件可进行网上审批,对于需要备份的文件可打印再让由审批人员签字盖章后再进行归档。而台账的缺失统计则保证了各项缺失的台账能够落到实处,保证工程管理的透明性。竣工图统计则是对整个工程完成之后其真实情况的体现。

二、工程管理系统的实施成效分析

工程管理系统的实施首先将管理流程进行了优化,并且将管理行为也进行了规范,同时还将管理水平也提升了。通过工程管理系统,各部门的业务处理更加规范与标准,提高了工作效率。其次,它为企业提供了一个效率高超信息共享平台,加快了信息的传递速度,增强了工程管理的效率。利用工程管理系统可实现文件的共享与传递,让各部门工作人员做到实时的信息了解,以让决策更准确更及时。再次,其实现了数据的集中存储,不仅方便各部门人员的查询,也方便了管理人员的管理工作。在工程管理系统当中,所有数据,包括人员数据及工程管理数据都会被录入到一个集中的数据库,并且在其中也会进行流转,不仅保证了数据的完整性,同时也保证了数据的及时性。

电力系统分析例5

1 潮流分析的基本原理

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它的任务是根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态,如各母线的电压(幅值及相角),各元件中流过的功率分布,系统的功率损耗等等。潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算。

2 发展实用化电力系统潮流稳定分析系统的重要性

随着经济社会的不断发展,社会对电力的需求量也逐渐增大,因此,电力系统的电网规模也在随之扩张,这也就造成当前电网系统的结构日渐复杂,庞大数据需要一套完善科学的管理系统作为支撑,以保障电力系统在运行过程中,进行潮流的计算与稳定的分析,这也是现阶段电力系统管理相关人员需要做的主要工作之一。而当前飞速发展的计算机技术,也为更加实用化电力系统的实现提供了技术层面的支持与保障,很多新型的方法相继出现,以及相关数据库技术的科学使用,保障了电力系统数据管理方面的正常运行,工作人员能够有针对性的对系统数据完成检索、修改、删除等动作。

3 实用化电力系统潮流稳定分析系统的概述

整个程序主要运用的设计方法为模块化,大体上由四个相关模块组成,分别为数据管理模块、潮流数据计算模块、稳定数据计算模块、数据结构输出模块等。

3.1 系统原始文件的形成

在电力系统中,潮流稳定的相关计算主要与发电机、电网负荷、相关线路等数据有关,其中涉及到的数据庞杂、系统众多,在传统的方法中,通常都需要在进行计算之前,对相关数据做出相应文件,但在数据如此庞杂的条件下,不仅工作量很大,且很容易出现误差多错漏,且在数据的日常维护方面也相对繁琐,不利于相关数据的检索与修改。而使用数据库方法进行管理便能够有效解决这一问题,利用这种方法建立起多个不同的数据库文件,并将与之配套的数据管理程序应用其中。这种方法具备方便检索、输入、修改、整合、打印等优势,能够在很大程度上提升系统操作的灵活性,为日后数据的管理工作带来便利。

3.2 汉化潮流稳定计算

随着电力系统要求的不断提高,系统运行的相关操作人员对软件的计算速度与软件使用的方面行也提出了更高的要求。而实用化潮流稳定分析系统采用的设计标准来自工程软件,将汉字显示融入到传统的西文系统中去,并实现了全屏幕的操作菜单,这也就在很大程度上方便了相关操作人员的使用,工作人员不仅能够通过移动光标来操作窗口,还能够完成系统下的多种交互功能,以保障电力系统的潮流稳定极端能够正常进行。相应的,潮流计算主要有牛顿-拉弗逊法、最优乘子法以及PQ快速分析法等三种;而稳定计算主要有动稳、静稳、暂稳等三种子窗口,而相应的计算方法主要有改进Euler法、隐式积分法、Rung-Kutta等。

3.3 系统相关结果可视化

该系统主要提供了自由、图形、表格等三种主要的输出方式,以供使用者进行选择。其中,潮流计算所采用的主要输出的形式为表格式与自由式,对系统进行使用的工作人员可以根据自身需求与客观需要,对自由式输出中显示的相关数据运用适合的数据编程进行操作。而稳定计算可以采用自由、图形、表格等任意一种输出方式。针对动态与暂态的稳定子窗口,普遍采用的是图形输出。相关的使用者完全可以根据自身的需求与习惯选择适合的输出方式,以便相关人员获得更加直观、更加满意的输出结果。

4 实用化电力系统潮流稳定分析方法

4.1 数值积分法

数值积分法是研究大扰动后暂态电压稳定性的最准确实用的方法,其研究的时域范围小于10s,涉及到发电机机电暂态过程、励磁系统、调速系统、快速无功补偿装置、HVDC和异步电动机的动态响应过程。

4.2 中长期时域仿真

许多影响电压稳定性的系统元件的响应时间会持续数分钟,历史上的电压崩溃事故也证实了这一点,典型的影响中长期电压稳定的因素有投切电容器、励磁限制、有载调压变压器、负荷恢复特性等。此外,影响暂态电压稳定性的发电机等因素,对中长期电压稳定性也会产生影响。这种方法在运用时通常采用以下三种方式:一是采用足够小的步长进行数值积分;二是在快动态过程结束后加大积分步长;三是根据系统行为自动调整步长。第1种方法与暂态稳定分析方法没有区别,后两种方法中变量的变化率可作为调整步长的判据。

4.3 基于微分方程定性理论的小扰动分析方法

电压稳定问题涉及时间范围通常较宽,同时涉及到几乎所有的电力系统机电和机械动态过程。如果对所有动态元件建立模型并进行线性化,则会带来极大的分析难度。因而,如何根据研究目的建立尽可能简化,又能准确反映系统动态过程的模型,成为小扰动分析的关键。严格来说,即使研究局部性质时,一次线性近似系统也不是总能替代原系统,附近的局部稳定性,才可以由线性化方法来分析,而对于系统的非双曲平衡点,则需要采用中心流形理论来分析其局部稳定。

5 结语

实用化电力系统潮流稳定分析系统运用先进的数据库技术,不仅保障了电力管理工作的准确与效率,还能够完成数据文件的自动生成,使电力系统的相关数据工作简单化;运用了多窗口的相关技术,完成了工作部门之间的交互,使系统的操作更富有灵活性;汉化的操作节目也更有利于工作人员的操作,是当前比较好的电力管理系统。

参考文献:

电力系统分析例6

    准备建设项目所在区域内电网中电源规划情况统计及出力情况分析,是论证单项电力工程项目建设必要性的重要依据。电力电源可以分为统调电源和地方电源,统调电源是指由电网调度统一调度的电力电源,比如各类大型发电厂等;地方电源主要包括各类小型水电站和企业自备发电机组等。电源在不同的水文期出力会有所变化,新建的电源机组也会随着逐步投产而使各电源的出力情况发生改变,因此针对这些电源要进行详细的分析统计,以对下一步的工作开展打好基础。

    1.2电力电量平衡

    电力电量平衡是指以以上两项内容所得出的结论为依据,对项目附近区域内实施电力电量平衡计算,并将计算结果作为确定电力工程布局和规模的依据,电力电量平衡是电力工程规划的约束条件。具体计算是要以负荷预测的结果为依据,确定各水平年的系统负荷上限,并结合电力电源规划情况和出力分析结果,掌握电力电量盈亏情况,最终得到电力系统所需的发电、变电设备容量。

    1.3接入系统方案

    在对近区原有电网负荷分布和发展规划分析的基础上,为拟建项目在电力系统中所起的作用作出准确的定位,以此为依据提出接入系统方案,在此过程中要关注电网新技术的引入和坚持“远近结合、节约用地、节能降耗”的原则。

    1.4电气计算

    电气计算主要包括潮流计算、稳定计算、短路电流计算和无功补偿计算等。潮流计算主要是对电力网中的功率和电压分布进行计算,通过潮流计算可以确定系统的运行方式,对各元件能够满足运行要求进行检查,并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值;稳定计算是指按要求对电力系统的可能出现的故障进行模拟计算和分析,以此来确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平;短路电流计算主要是针对因发生故障而导致短路的情况下,给定的网架中电气元件上产生的异常电流值,该项点的计算为电气设备选型提供可靠的依据;无功补偿计算是针对电网中运行的感性负载进行的分析和计算,该计算为有效消除谐波污染、减少电能消耗和净化电网提供了基础数据。

    1.5方案优选

    方案的优选要以以上各项分析或计算的结果为依据,从安全可靠性、发展的适应性和经济运行能力等方面入手进行分析和考虑,从而对各方面做出全面客观的评价,对其进一步优选并确定一个最佳方案予以推荐。

    2经验和方法

    在单项电力工程设计过程中,怎么样合理的开展电力系统规划设计,以及对专业系统设计进行相关的论证已成为中小规模电力设计部门面对的新课题。

    2.1准备阶段

    在系统规划设计开始前,首先应该收集所在区域内有关电力系统现状的材料,弄清楚大网区的基本情况和特点,并对这些资料分析、整理;对已投运的变电站线路以及统调电源的相关资料进行收集并录入到数据库中,使其作为电网网架的基础数据;尽可能查清近区最新的电力规划情况和掌握其发展趋势,并将相关数据录入数据库中使其形成各规划水平年的网架基础数据。

    2.2开展工作

电力系统分析例7

从理论上来说,电力系统是指将发电、变电、输电以及用电等电能在运行过程中的循环性工作环节所构成的电能生产、传输、分配以及消费工作有机结合在一起的系统统称。在全球经济一体化进程加剧与城市化建设规模不断扩大的推动作用下,不仅电网运行管理体制发生着深刻的变革,现代经济社会电网系统的可靠性需求也在不断提升,这使得相关工作人员需要认识到发展新时期的电网技术已成为电力电网系统不断向前发展的必然选择与趋势。而智能电网技术作为这种新时期电网技术的核心与重点,在电力技术与电力系统规划中发挥着极为重要的作用,需要引起相关工作人员足够的关注。

一、电力技术下智能电网技术的发展分析

在当前能源紧缺问题日益严重的被禁下,现代经济社会对电力技术的需求使得一种高效、清洁、可操作、便储存的电力新技术——智能电网成为了当前最具发展空间与潜力的新型电力技术之一。坎贝尔于2005年研发的一种能够在建筑物集群内的各种在电网电器之间形成协调与共享机制,从而对建筑物在用电高峰时期的电网的骤升性需求有效控制在一定范围之内的控制中心——无线控制器正意味着智能电网时代的全面来临。笔者接下来从智能电网的基本概念、关键特征、智能表现以及当中应用到的先进技术四个方面对电力技术下的智能电网发展情况进行简要分析与说明。

(一)智能电网的基本概念分析。何谓智能电网呢?顾名思义它是电网系统以及相关技术智能化的体现。一般而言,智能电网是一种以集成、双向、高效的计算机通信技术为载体,以各种先进的测量、传感、控制、决策技术为依据,以逐步实现整个电网系统的安全、可靠、稳定运行为目的的新型电力技术。

(二)智能电网的关键特征分析。第一,坚强性。智能电网能够确保在整个电网系统发生突发性或是大面积扰动与故障影响时,终端用户的用电需求仍然能够得到有效满足,且在电网系统受到极端自然天气状况或是外力破坏的作用影响下还能够保持在安全稳定的运行状态,以此实现电力信息的安全保障;第二,自愈性。智能电网不仅具备了持续在线的电网系统安全评估及分析体系,还提供了强大的预防控制及防治体系作为自我输供电能力的保障;第三,兼容性。智能电网与传统意义上的电网系统最大的不同在于它支持了各种清洁可再生能源的介入,并能够通过各种分布式电源与微电网系统的互联来实现各终端用户之间的互动需求,进而使整个电网运行系统所支持的增值服务能够最大限度的契合用户所需;第四,经济性。智能电网为电力市场相关经济活动与交易往来的开展提供诸多的技术支持,它所实现的各种电网运行资源优化配置对于合理降低电网系统运行过程中的传输线路损耗,不断提升电力资源利用效率工作而言有着极为重要的作用与意义。

(三)智能电网的智能表现。针对上述有关智能电网的关键特征分析,笔者认为智能电网在实际应用过程中之所以被人们称之为“智能”,电网,肯定就有着这种电网相对于传统电力技术网络系统更为优越的地方。首先是这种智能电网所表现出的可观测性,电网系统内设置的传感器与采用的有效传感测量技术能够使电网系统任意部分的任意动作及时反映到交互界面上;其次智能电网与观测对象的关系不再仅仅是观测与被观测的关系,同样还具备了控制与被控制、协调与被协调的关系。与此同时,智能电网在数据信息分析决策与环境自我适应方面的优势都使得这种新型电力技术有着比传统电网系统技术更为广阔的发展空间。

(四)智能电网当中应用到的先进技术。相关工作人员需要认识到智能电网作为新时期电网运行系统的一大分支,是建立在各种先进电力电子技术得以充分应用的基础之上的。具体而言,当前智能电网中所应用到的先进技术有以下几种。  1.高速双向通信技术。高速双向通信技术从本质上来说是智能电网系统技术自愈特性的最关键体现。它不仅能够实现智能电网自我持续的检测及校正功能,同时也能够对各种在电网系统中潜在或存在的系统运行安全事故进行有效监控与防护,在这些电网系统事故发生之后,高速双向通信技术能够对各输电线路的传输电能进行有效补偿,并及时从新分配潮流,以此杜绝安全事故的隐患进一步扩大,进而使智能电网系统及其相关技术对电力电网的控制能力与服务水平能够得到极大提升。

2.智能固态表针。智能电网应用技术及其系统最大的资源优势整合在于它将传统意义上的电网系统技术中所应用的电磁表技术与读取系统进行了改进,并以一种能够在电力企业与终端用户之间实现双向通信的智能固态表计数与读取系统来替代。这种表针除了能够持续计量电网系统辐射范围内终端用户在一天不同时段内对电能的需求,同是它还能将电力企业所指定的高峰、低谷电力价格信号与费率储存在电力系统计数装置内部,并将在何时段采取何种电费费率政策的相关信息及时反映到终端用户操作界面上,据此实现整个电网系统的智能化应用及操作。

二、电力技术下智能电网规划在电力系统规划中的意义分析

在当前技术条件支持下,我国的大部分有线电路受电力系统规划工作不到位、不细致的因素影响,短时间内极容易出现整个电网线路的超负荷运行问题,再加上某些地区输电线路发展长期滞后,电站建设受到的关注度还远远不够,不仅电网建设工程周期无法得到满足,建成后的运行电网系统安全性能也无法得到可靠保障。与此同时,我国特殊的能源分布结构使电力资源较为充分的西部、北部电力无法及时且高效的输送到对电力资源需求价高的东部、南部区域,电力能源紧张问题始终是制约我国电力行业以及电力电网系统发生的最关键问题,这也使得智能电网的规划工作在当前经济形式发展下显得格外重要。

(一)首先,对智能电网进行有效的电力系统规划能够实现智能电网高速双线通信技术下双向互动的职能数据传输,进而有利于动态、浮动电价制度的在全国范围内的顺利开展。

(二)智能电网能够在遵循各电网建设区域不同环境因素的基础上,有针对性、有侧重点的将各种新时期的清洁可再生能源接入到电网系统运行网络当中,并结合太阳能、地热能、风能等多种能源的特性,将职能电网与清洁可再生能源的并网研究技术作为电力系统规划的下一步工作中心,逐步实现智能电网当中分布式能源的管理目标。

三、结束语

伴随着现代科学技术的发展与经济社会不断进步,人民日益增长的物质与精神文化需求对新时期的电力电网系统提出了更为严格的要求。本文对新时期智能电网电力技术及其在电力系统规划中的优势条件进行了简要说明,希望对今后相关研究工作的开展提供一定的意见与建议。

参考文献

[1] 祁达才.南方电网连锁故障大扰动及应对措施.[J].南方电网技术.2010.(05).

[2] 孙士云.束洪春.董俊.谭昆玲.直流调制对南方电网交直流并联输电系统断面输送的影响.[J].云南电力技术.2006.(02).

电力系统分析例8

中图分类号:TM711 文献标识码:A

0.引言

随着我国经济的飞速发展,电力工业体制改革的深入,需急迫地解决电网商业化运营方面的问题。传统电力管理方式是垂直一体式,它虽然能够统一地调度、保障电网统一安全运行,但是其效率较低、成本较高,缺乏竞争力。需在电力行业中引入竞争机制,建立电力市场,提供规范、有序的交易环境,从而使得电力资源配置更加优化,加快市场透明度的转变,使得电网公司的效益得到提升。经过研究表明,电力市场是由垄断阶段逐渐发展成为竞争阶段、输电网开放阶段、配电网开放阶段。而未来理想型电力工业,应该是一个发电是市场化、输电及配电是被管制的大型的零售市场。

1.网损的概念

网损又称为线损,指的是在电能传输过程中,以热能的形式而散发的功率损失。包括电阻或电导所消耗的有功功率和一部分由线路的电抗、变压器铁芯的感纳、变压器铜线绕制而成的电抗以磁能的形式消耗的无功功率。另外,线路对地支路的电纳为容性,其不但不消耗无功功率,而且还能为线路注入无功功率。在输电和配电的过程中,变压器和线路上损失的网损能量,称为网损。虽然输电网的损耗占成本的小部分,但是在市场交易时,对交易的用户和交易会产生很大的影响。

1.1 网损的产生。网损的产生主要是通过线损和变压器运行损耗:(1)线损。线损主要分为3个部分,固定损失、变动损失和其他损失。线损的固定损失是由于电气设备带有电压,需要消耗电能,因电能消耗而产生的损耗,一般损耗小且随负衍的变化而变化,也称作空载损失或基本损失。变动损失与负荷电流有关系,一般与电流成正比,当电流较大时,线损的消耗就较大。其他损失,又被称为不明损失,它是在供电过程中,因滴漏等现象形成的损耗。(2)变压器运行损耗。变压器运行损耗也分为两方面,一是由变压器铁芯产生的损耗,称为铁损,该损耗不随负载变化而变化;二是变压器导体产生的损耗,称为负载损耗,该损耗和负载成平方关系增长,当负载加大时,损耗也随之加大。除此之外,在负载损耗还与变压器运行温度有关系,由于变压器绕组直流电阻会随温度变化而变化,所以负载损耗也因温度变化而改变。

1.2 网损计算分析:(1)实际网损与理论网损。经运行经验表明,大多数情况下实际损率接近或略高于理论线损率。理论线损率对实际线损率是一种参考标准。当实际线损率大于理论先线损率时,可能出现管理线损过大的现象。即一些不明损失造成线损过大,如“偷、漏、差、误”等原因。(2)固定损耗和可变损耗所占比重。在电力系统正常运行、经济合理的情况下,固定损耗和可变损耗所占比重是相等的。而当固定损耗多于可变损耗时,可推测线路和设备处于轻负荷的运行状态,通常在农电线路经常遇到这种情况,将会造成实际线损率和理论线损率都处于较高的状态,使得经济合理值不达标。(3)可变损耗与固定损耗所占比重。当前者大于后者时,可推测线路和设备处于超负荷运行状态,通常在工业线路或用电高峰季节经常遇到这种情况,导致实际线损率和理论线损率两者都比较高。(4)变压器铜损与导线线损。通常导线上的损耗加上配电变压器铜损的和占10kV配电网总损耗的50%时,是属于正常。而当线路上的配电变压器的综合实际负载率达到或接近综合经济负载率时,变压器的铜损是在经济合理的范围内,而在总损耗中的剩余50%也是合理的导线线损。线路导线线损和变压器铜损的占比分配没有固定的数值,根据具体电网结构、运行参数进行考虑。(5)其他线损率。还需要对比不同用电季节下的线损率,对比企业线损的实际值与计划线损率,对比本季度、本年的实际值与去年同期的线损率实际值,对比不同供电地区线损率,对比不同用电负荷线路损率。

2.降低线损的技术措施

通常采用技术改善和组织改善来降低线损率。技术改善有两种途径,一是从运行的角度出发,提出改善措施,还有一种通过建设性角度。技术性措施主要针对电网的结构进行改造,可以对需要改善的电网增加设备,如类似调相机和电容器等设施,将电网的输电能力加以改进,调相机和电容器针对电网的电压质量和无功潮流分布进行改善,使得电网的线损得以降低。线损管理工作最基础的是通过技术措施降低线损,而管理人员可以针对不同电网损失的特点和规律,采用相应的技术方法,使得企业以较小的投资成本,获得最大的经济效益,实现“多供少损”的运行目标。

2.1 电网结构的调整和完善。电网结构是形成线损影响因素之一,在规划和建设电网,或改造电网时,需要将线损的因素考虑在内。当设计出一个结构布局都比较合理的电网时,不仅能向客户提供高质量的电能,还能使得电力企业低损、高效的长期供电,提高企I的经济效益。

2.2 线路电压的调节。线路电压也是影响线损的原因之一,提高线路电压,基于负载功率不变的基础,则线路电流将会减少,从而降低线路损耗。如将线路电压从6kV增加至10kV,则降低了64%的线路损失。而将线路电压从10kV增加至35kV,则线路损失减少至原先的92%。线路电压的调节与负载电容有密切关系,当负载容量较大、离电源较远的地方,通常选择高电压等级来供电。供电电压与变压器的损耗有着密切的关系,据研究表明,变压器空载损耗与电压平方成正比。故需要综合考虑变压器损耗和线路损耗,以平衡两种电压的损耗。当遇到变压器空载损失功率大于线路损失功率的情况下,应适当地降低供电电压。

2.3 功率因数。功率因数与电力系统各部分的无功功率有密切关系,当减少各个部分的无功功率,能减低负载消耗的无用功。而系统各个部分的无功功率,通常是指变压器、用电设备等的无功功率。降低这些设备的无功功率,能够提高功率因素。除此之外,可以增加无功补偿设备,对无功功率进行补偿,从而提高功率因数。

3.网损的计算方法

电力系统网损计算方式大致有两种,各自有各自的优势。基于电量的统计网损方法比较单一,主要统计采集的电量数据,然后对数据进行分析。另一种方法是对电网运行数据进行理论网损计算,这种理论式计算方法种类较多,而且过程比较复杂,本文研究理论网损计算法。网损理论计算方法的根本理论依据是均方根电流法,在均方根电流法的基础上,由不同的计算条件、不同的资料和不同的要求进行深入研究,并据此发展出了平均电流法(又称为形状系数方法)、最大电流法(又称为损失因数法)、等值电阻法、电压损失等方法。这些方法都属于理论计算方法,而它们的形成条件不同,故这些理论方法的精度相对而言也不是很高。对于精度要求较高的网损计算问题时,比较多的是使用潮流计算法,如损耗功率累加的方法、节点等效功率的方法,对网损进行理论计算。除此之外,网损理论计算还有以下几类方法:平均网损分摊法、边际网损系数法、潮流增量法、潮流追踪法。潮流增量法、潮流追踪法广泛运用于负荷的经济分配计算,较好地反映了电力系统电能损耗的总体情况。还有在电网中应用的动态潮流法、节点电压插值/拟合法、损耗功率插值/拟合法等。一个年供电量为100亿kWh的中型电力系统,以网损率为10%计算,全年损失电量达10亿kWh。将网损降至9%,则一年可节约1亿kWh电量,相当于节约4万吨标准煤(以煤耗400g/kWh计算)。这1亿kWh相当于20MW发电设备的年发电量。因此,需降低网损率,并积极的落实电力系统节能减排工作,提高电网企业的经济效益。

结语

建立电力市场不仅对电力系统的运行水平和控制水平要求更加严格,同样对网损计算和网损计算系统的开发的要求也更加严格。网损计算的分析工作,不仅有助于制定合理的考评指标,还能促进对网损的管理。对网损的计算分析,能够降低制定的各类技术措施方案中的损耗率,也能在实际中对项目的经济进行比较,并考察损耗降低的措施是否取得了实际效果。网损计算分析,还能够了解电力系统中损耗的构成情况,并掌握损耗的总体情况,并根据掌握的信息,对网损进行分级、分压和分区管理。还可以发现和改进技术管理工作中的薄弱环节,如表计计量工作和技术档案管理工作是否经常化和制度化等。理论网损计算对于网损管理工作有指导和促进作用。电网企业需要重视降低网损的工作,通过节能减排,提高企业的自身效益。

⒖嘉南

电力系统分析例9

【中图分类号】TM712 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0188―01

1.前言

电力系统经济运行分析是电力系统运行质量的关键。近几年来,随着社会的不断进步与经济的飞速发展,人们生活水平有了很大的提升。而我国国民经济发展带动着我国电网的建设的快速发展,同时人们对于电能的需求也不断提升,这也就增加了我国电网电力的压力,加上近几年煤炭的价格的不断上涨给电力系统造成了很大的负担,导致其经济效益不断下降。因此,改善电力系统经济运行水平成为人们关注的热点话题。

2.目前电力系统经济运行的特点与现状

电力,作为一种非常特殊的商品,其无法大量储存。电能是由发电厂发出,再通过供电公司或者电业局,送达至用户。在这个过程中,不仅要确保电能的频率不变以及最大的幅度等电能的质量指标稳定,而且要考虑输送过程中电能的损耗的多少。而电能的损耗的大小决定了电力系统经济运行的好坏。电力行业具有且客户的规模集中性差、价格弹性小和客户数量少、购电量大,并且容易受到外界因素影响的特点。影响电力市场的经济运行的因素主要有宏观环境与产业环境以及微观环境等。其中,不同行业和同行业的竞争是对电力行业最大的影响。而微观影响对电力系统的利润最大化有十分重要的作用。

自2008年爆发金融危机以来,虽然金融危机对我国电力系统经济运行带来了一定的影响,但是,从统计数据来看我国电力供需总体上保持平衡,并且一直在缓慢的向上攀岩。我国的发电量持续增长,而用电量也保持持续提高。而我国是一个幅员辽阔并且人口众多的国家,电网的建设离不开能源结构与能源分布以及经济布局。因此,只有提高电力系统高效可靠电能质量的供给,才能满足国民经济和社会发展的用电需要。

3.改善电力系统经济运行水平的防范措施

在保证可靠性的前提下,因此尽可能的提高电力行业的经济效益,已经成为电力企业最急切的任务之一。而随着电力系统规模的不断扩大,目前我国电力系统经济运行不能满足要求,电能的需求对电力系统经济运行提出了更高的要求。为了改善电力系统经济运行水平,提出以下几点防范措施:

(1)制定一系列全民的节能行动

电力系统经济运行的管理中,离不开经济手段,而科学合理的电价机制将是最为有意义的经济手段。科学合理的电价机制不仅可以使供电用电双方主动参与到电力系统经济运行的管理中,减少系统的压力,并可以使电价能反映成本和供需关系,实现电力消费者、电网经营者和电力生产者的有机结合,从中获得相应的回报。因此,我们必须逐步建立完善的基于市场运作的供用电质量的电价体制,并开拓创新,制定一系列全民的节能行动,改善电能利用的效率,吸引广大用户参与,从而更好地提高用电可靠性。

(2)建立高效可靠的电能质量保证体系

电力市场的商品就是电能,高效可靠的质量是电力市场内在的本质要求。这就要求电力系统通过引进智能电网中先进的并网技术,提高了电力行业的电能水平和竞争力,提供全面的智能化的技术保证,对电力系统起到了一定的激活作用。同时,将风能、太阳能等绿色能源可靠地接入电力系统,并将这些绿色能源通过智能协调调度,减少电力成本的支出的同时,提高电力系统的安全可靠性。

(3)运用政府财政和价格政策

要想实现实质性的节能减排,政府应当运用财政和价格政策,颁布一系列的规章和执行标准。做好规划电网和网架的建设管理工作,做到电力网络布局合理,结构优化,以满足电力系统优化运行的技术要求。此外,政府在制定电价时,必须因地制宜的分类指导,不能“一刀切”。从当前的情况看,中央政府制定电力价格对用户的销售电价呈现多样化,一般以现行电力系统为单位,以资源合理利用为导向,来确定其电价总水平。运用政府财政和价格政策来重塑电价,可以形成机制重组生产经营活动,以实现效益最大化。另外,建立和完善的经济激励机制,全面考虑社会的整体利益与电网公司以及用户自身的利益。

(4)建立以分时电价为主体的用户电价体系

由于我国幅员辽阔,因而自然资源的分布极为不均匀,地区的经济发展存在着很大的差异。因此,建立以分时电价为主体的用户电价体系,这样不仅可以增加电力系统因地制宜与因网制宜的活力,还可以满足电力供求的价格选择,最终达到合理利用电力资源的目的。

(5)提高电网规划的预见性与经济性

电网布局的优化是电力经济运行的基础。要想提高电网规划的预见性与经济性,我们必须加强电力需求的预测工作,优化电力的生产过程以及流通过程,并且做好电力系统经济运行的前期工作。

(6)满足一定的可靠度,并尽量降低成本费用

要想实现改善电力系统经济运行水平,电力系统要求在满足一定的可靠度的前提下,尽量降低成本费用。电力市场化的深化与机制的改变具有至关重要的意义。对于发电厂而言,引入市场竞争机制之后,不仅是系统获取最大收益的同时,尽可能的提高了可靠性;而对于用户而言,在保证可靠胜的前提下,是消费降到最少。在市场环境下,参与这会更多地关注其自身的经济利益,从而维持电力的可靠性和收益的动态平衡。

4.结束语

综上所述,电力系统经济运行对电力系统供电质量具有非常重要的意义。因此,为了改善电力系统经济运行水平,在我国电网运行与建设过程中,我们必须重视电力系统经济运行管理工作,运用政府财政和价格政策,建立以分时电价为主体的用户电价体系,并且提高电网规划的预见性与经济。此外制定一系列全民的节能行动,吸引广大用户参与,提高电能利用的效率,从而提高用电的可靠性。

参考文献

[1]梁豪杰.电力系统电压稳定性研究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(15)

电力系统分析例10

Abstract: there will be three-phase voltage unbalance or asymmetry when the railway power system not in the normal operation state. Therefore, to analyze its various voltage values 愠搀 other relevant information will have a positive and practical significance for deal with the fault accurately and timely.Key words: railway; electricity; failure; analysis

中图分类号:U223.6 文献标识码:A文章编号:

1. 引言

一般情况下,铁路电力供电系统的电源直接来自电力系统,三相电能是对称和平衡的,即无负序和零序电量。但是由于电网故障以及结构、负荷等的变化,特别是发生故障时,会引起系统出现异常:三相电压电流不对称、不平衡。铁路电力供电系统出现不正常或故障运行情况时,都会间接或直接地威胁电力供电安全,因此只有严格地分析各种运行方式下线电压、相电压、零序电压和负序电压的变化及其它相关信息,才能正确地区分出单相接地、相序异常、变压器高压缺相、电压互感器一次或二次侧熔丝熔断等情况,从而采取有针对性的措施,正确、及时地处理故障。

2.各种异常运行状况下电压的理论分析

2.1单相接地

在我国,6~35KV电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,又称小电流接地系统。在小电流接地系统中,单相接地是一种常见的不正常运行状态。发生单相接地后,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,系统相电压由对称变成不对称(见图1),而线电压却依然对称(因负序电压等于零,见图2),不影响三相用户的供电,只对单相用户的供电产生影响。因此,规程规定:系统中发生单相接地后,允许带单相故障继续运行2小时,以便查找和排除故障,恢复电能质量。

但升高的非故障相电压,可能使该系统的电力设备在绝缘薄弱处引起绝缘闪络、击穿,从而使不正常运行状态发展成故障状态。所以,应向值班人员发出警告,并尽快排除单相接地故障。

对于单相接地现象有时会造成一些错误的判断:一种情况是由于线路的对地电容不平衡度较大或换相联接不彻底时,会造成中性点偏移,造成虚幻接地而查不出故障点,这种情况常发生在有长大电缆、较长距离的轻负荷线路上;第二种情况是在线路上出现单相接地时,忽视了相、线、零序、负序电压的变化,仅把电压最低的一相当做故障相而造成误判断。

在排除了虚幻接地的可能后,以下判据可有助于我们判断单相接地:两相电压升高,一相电压降低,线电压基本平衡;金属性接地时零序电压等于相电压,而负序电压接近于零。

另外,小电流接地选线装置对接地的判定从母线进一步定位到线路上,其判据有四:一是零序电压超限,二是某线路零序电流增大,三是该线路零序电流是其它线路零序电流之和,四是该零序电流超前零序电压90,即判定该线路接地。在硬件设置中要注意两点:一是电压参量从零序电压过滤器取得,即开口三角电压,不能采用计算值;二是电流参量从零电流过滤器取得,即零序电流互感器,亦不能采用计算值,同时在安装时要注意接地线必须穿过零序流互铁芯,而且要注意其零序电压、零序电流的极性,否则将出现误判。

2.2相序异常

在电力线路出现线缆接续、新电源引入及设备改造后,往往出现相序异常的情况。在计算电力系统不对称情况下引用了对称分量法,即任何三相不平衡的电流、电压或阻抗都可以分解成为三个平衡的相量成分即正相序(UA1、UB1、UC1)、负相序(UA2、UB2、UC2)和零相序(UA0、UB0、UC0),即有:

UA=UA1+UA2+UA0UB=UB1+UB2+UB0UC=UC1+UC2+UC0

其中:正相序的相序(顺时针方向)依次为UA1、UB1、UC1,大小相等,互隔120;负相序的相序(逆时针方向)依次为UA2、UB2、UC2,大小相等,互隔120 ;零相序大小相等且同相。在对称分量法中引用算子a,其定义是单位相量依逆时针方向旋转120 ,则有:

UA0=1/3(UA+UB+UC)

UA1=1/3(UA+aUB+aaUC)

UA2=1/3(UA+aaUB+aUC)

当系统相序异常时,图解法如图3所示,由图可知:其电压只有负序分量UA2,B、C相同A相。

其典型的判据是:三个相、线电压均平衡,但相间的角度为240°,同时出现负序电压(幅值即为相电压),正序U1、零序电压为零,微保装置会同时报单相接地和PT断线。

2.3变压器高压断相

若变压器高压侧一次采用熔丝保护,因某种原因缺相后,虽在一般情况下不产生危险的大电流和高电压,但此时输送给用户的是不合格的电能,故须按故障现象迅速判断、隔离故障点。但是此时在母线反映出的异常情况与母线电压互感器的一次侧熔丝熔断有点相似,易引起误判。现对变压器高压侧(35KV)断一相进行分析。如图4所示为绕组以YnD11联结的35/10KV双绕组变压器假设B相断开时的示意图。变压器的高压断相后,各相的电压变化与系统容量、变压器接线方式、负荷对称程度等多种因素有非常密切的关系,需要按照不对称电路进行具体的计算和分析。对图4接线方式(YnD11)的变压器,假设变压器的负荷完全对称,电源侧容量无穷大,当高压侧B相缺相运行时,各相电压变化如下:

变压器高压侧(电源侧):

UAB=UBC=UCA=35kV,

变压器低压侧(负荷侧):

Uab=5KVUbc=5kV; Uca=10kV。

在实际运行中,结合高压侧PT断线报警、用高压带电显示器和验电器验电并排除单接地后确认为高压断相,是判定变压器高压缺相切实可行的办法,其电压表现列于表1中。

对于在运行中因接续不良导致的负荷电压波动,则有以下表现:一、电压与取流值相关,电流的微小变化将导致电压的较大变化;二、变压器、断路器、隔离开关或线缆接头的直流电阻不满足规定要求;三、电压表、功率因数表、功率表摆动较大;四、微机保护装置报测频异常报警等信息。

2.4电压互感器一次侧熔丝熔断

当电压互感器一次侧熔丝熔断时,熔断相电压降低,但由于电压互感器还会有一定的感应电压,所以其电压并不为零,而其余两相为正常电压,其相角为120°,同时由于断相造成三相电压不平衡,故开口三角形处出现零序电压,电压互感器B相一次侧熔丝熔断时电压相量如图5所示。零序电压接近相电压,故会启动PT断线和接地报警装置。

变压器高压B相缺相、电压互感器的一次侧B相熔丝熔断、B相直接接地的异常情况下各相电压的比较见表1。

2.5电压互感器二次侧熔丝熔断

电压互感器二次侧熔丝熔断时,一次侧三相电压仍平衡,故开口三角形没有电压,因而不会发接地报警信号,这是与高压熔丝熔断的不同之处,其他现象均同高压熔丝熔断的情况,同理,此时也会发PT断线报警。

当线路或带电设备的某点发生金属性接地时,接地相与大地同电位,两正常相的对地电压数值上升为线电压,产生严重的中性点位移。中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上,但与接地相电压方向相反,大小相等。

现把单相接地与电压互感器的一次、二次侧熔丝熔断这三种故障时的电压显示情况列于表2。

3.结语

设备运行过程中,总会出现的各种情况致使电压显示不平衡,应具体情况具体分析,准确用排除法判断,才能正确和及时地“对症下药”,保证设备的安全运行和可靠供电。正确地分析电压参量的差别,结合其它技术手段和措施熟练掌握各种故障的判断技巧,可大大地减少误判断的可能,从而缩小排除故障的时间和避免事故范围的进一步扩大,确保铁道安全供电和运输畅通。

参考文献

电力系统分析例11

中图分类号:TM712 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1210159-02

0 引言

随着我国电力系统的高速发展,超高压电网以及特高压电网已经被投入运行,电力系统的电压稳定性问题更加引起人们的重视,人们对电网可靠性和供电质量的要求也在不断提高,因此对电力系统的电压稳定性进行分析具有着极其重要的实际意义。电力系统电压稳定问题的分析方法主要有静态分析法和动态分析法。静态分析法主要是通过系统潮流方程进行理论上的分析,而动态分析法则是通过各种仿真软件来进行更加直观的的分析。

1 静态分析法

电压稳定静态分析是将电压稳定看做是一个潮流方程是否存在可行解的问题,因此潮流方程的临界潮流解就被看作是电压稳定的极限。静态分析的技术已经比较成熟,这种方法能够很容易的给出电压稳定的裕度指标及灵敏度指标等信息。静态分析的基本模型就是电力系统潮流方程或扩展的潮流方程。静态分析的主要方法有灵敏度法、潮流多解分析法、连续潮流法[1,2,3]、奇异值分解(特征值分析)法[4,5,6]以及非线性规划法[7]等。以上各种分析方法在静态电压稳定分析中均用到的比较多,但是本质上都是将电力系统的潮流极限值来当作电压稳定的临界点。

2 动态分析法

随着人们对电力系统电压稳定性的不断研究,逐渐意识到对电压稳定不能只进行静态的分析,因为电压失稳在本质上是一个动态性的问题,在分析种必须充分考虑各种电气元件的动态特性,才能更深刻的分析电压失稳的过程及本质。电力系统中存在着大量的动态元器件,所以一定要准确的考虑各种动态元器件对电力系统电压稳定性的影响,而且要作基于非线性微分方程的动态分析。电压稳定动态分析法主要有时域仿真法和能量函数法等[4,7,8]。

1)时域仿真法

时域仿真分析法通常被用来分析电力系统的暂态电压稳定性,主要是用来分析电压失稳过程的动态特征和机理,以此来验证理论的准确性,以及其它电压稳定性分析方法的正确性。时域仿真分析法是以系统的非线性方程组为基础,保持系统的非线性特征且考虑系统中各元器件的动态作用,采用微积分方程的方法,利用各种仿真软件获取到各种变量随时间变化的波形图。目前电力系统动态仿真软件比较多,常用的主要有MATLAB、PSCAD/EMTDC、PSAPAC、EMTP/ATP、BPA和PSASP等。研究者们对电压失稳的机理认识是不同的,而且他们建立的仿真数学模型也会存在着很多不同点,因此他们对系统失稳的仿真结果经常存在的差异。时域仿真法考虑到了电网中功率的传送和电网负荷的极限,并考虑到了系统中元器件的动态特性,所以它是研究系统电压稳定性的比较严谨的分析方法,所以,在电压失稳原因还未不明确的时候,更应该用这种方法来分析系统电压失稳的原因。

2)能量函数法

能量函数法是速度很快就能确定系统稳定性分析方法,它是通过计算系统发生故障之后,能量值与临界能量值之差来分析系统的电压稳定性。能量函数法能够识别系统中的电压稳定薄弱区域,而且能比较系统之间的电压稳定性,但如果电网中的动态特性比较复杂且损耗较大时能量函数就会失准,所以这种分析方法目前局限于进行电压稳定性和电压失稳点的基础性分析。

3 仿真实例

本文以经典的WSCC三机九节点系统电网为仿真对象,如图1所示,利用使用时域仿真发来分析SVC对系统电压稳定性的影响。

图1 美国西部电网WSCC三机九节点系统

负荷突变是电网中非常常见的一种扰动,尤其是在工厂比较多的地方,或者是在季节交替的时期。此本仿真方案选取WSCC三机九节点系统的母线5、母线6和母线8为观察对象,当系统在时间t=2s时发生负荷突变,系统中的负荷均增长一倍。SVC的安装点被选取为母线5。仿真结果如图2到图5所示。

图2 系统负荷突增时bus5节点电压(未安装SVC)

图3 系统负荷突增时bus8节点电压(未安装SVC)

图4 系统负荷突增时bus5节点电压(SVC安装于bus5)

图5 系统负荷突增时bus8节点电压(SVC安装于bus5)

根据图2至图5可以得到以下结论:

1)当系统中没有安装SVC时,在发生负荷突变的瞬间,各母线电压会大幅的跌落,在经过一段时间的波动后稳定运行在一个较低的电压水平。

2)当系统中安装有SVC时,在系统发生负荷突增的瞬间,SVC会迅速响应向系统注入大量无功来有效地减小电压的跌落,从而能使系统电压在较短的时间内恢复稳定。

3)装设有SVC的母线,其电压恢复效果的最为明显,静止无功补偿装置SVC既能使它被安装的到的母线迅速恢复稳定,也能使其它母线电压迅速恢复。

参考文献:

[1]CRAIG A A,TAPAN S K.Determination of power system coherent bus groups by novel sensitivity-based method for voltage stability assessment.IEEE Trans.on Power Systems.2003,18(3):1157-1164.

[2]段献忠,电压稳定问题的激励和建模及使用算法研究,华中理工大学,1992.

[3]Tamura Y,Mori H et al.Relationship Between Voltage Instability

and Multipe Load Flow Solution in Electric Power System.IEEE Trans PAS,1983,12(5).

[4]周双喜、朱凌志、郭锡玖、王小海等,电力系统电压稳定性及其控制,北京:中国电力出版社,2004.

[5]Bogovic M.M,Phadke A.G.Voltage Stability Assessment Through Measurement of A Reduced State Vector.IEEE Trans.On PWRS,1990,5(4).

[6]Gao B, Morison G.K. Voltage Stability Evaluation Using Modal Analysis.IEEE Trans.on PWRS,1992,7(4).

[7]何仰赞、段献忠,再论电压崩溃现象的机理,电力系统及其自动化学报,1995,7(1).