摘 要:負荷特性是影響電壓穩(wěn)定性的最直接因素。本文基于負荷特性和電壓穩(wěn)定的定義，論述了電壓失穩(wěn)的機理，從動態(tài)負荷特性和靜態(tài)負荷特性兩個方面對負荷特性對電壓穩(wěn)定性的影響進行分析，并提出提升電壓穩(wěn)定性的幾點建議。以為電壓穩(wěn)定性的實踐保障提供借鑒。

關(guān)鍵詞:負荷特性 電壓穩(wěn)定性 影響 分析

中圖分類號:TM71文獻標識碼:A近年來，由于經(jīng)濟建設(shè)速度的加快，對于電力需求的不斷發(fā)展，所以也迎來了高電壓，大電網(wǎng)和大機組的時代，而在這樣的高電壓情況下，依然會出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的事故，而且越來越多，呈現(xiàn)上升趨勢。引起電壓不穩(wěn)定的原因很多，最為主要的就是負荷特性問題，負荷特性是電壓不穩(wěn)定最為直接的因素，而且一定程度還會引起電壓崩潰和電壓失穩(wěn)的情況發(fā)生，因此，分析負荷特性對電壓穩(wěn)定性的影響，來防止電壓崩潰，就成為當前擺在電力系統(tǒng)面前的重要課題。

1 負荷特性和電壓穩(wěn)定的定義

1.1 負荷特性的定義

負荷特性的含義就是負荷率隨著系統(tǒng)頻率發(fā)生變化所產(chǎn)生的一定規(guī)律性，或是因為負荷端電壓變化所發(fā)生的一定規(guī)律，這兩種情況所引起的規(guī)律成為負荷特性。所以一般特性有分別，首先是頻率特性，其次是電壓特性，將這兩者再往下區(qū)分，就可以分為動態(tài)特性和靜態(tài)特性。

1.2 電壓穩(wěn)定的定義

電壓穩(wěn)定的含義主要遵循我國2001年出版的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》中的定義:電力系統(tǒng)在受到大或小的擾動后，能夠恢復或保持在系統(tǒng)容許電壓范圍內(nèi)，而不發(fā)生電壓崩潰的能力。

2 電壓失穩(wěn)機理

依據(jù)電壓失穩(wěn)的發(fā)生時間，可將電壓穩(wěn)定分成長期電壓穩(wěn)定和短期電壓穩(wěn)定兩種。其中，長期電壓穩(wěn)定的典型時域范圍為2～3分鐘，造成電壓崩潰情況主要是由恒溫控制負荷、發(fā)電機最大勵磁限制和帶負荷自動調(diào)節(jié)分接頭變壓器等的動態(tài)特性共同作用的。短期電壓穩(wěn)定的時域在10秒分為內(nèi)，造成電壓崩潰情況主要是由直流輸電轉(zhuǎn)換器、電子控制負荷、感應電動機等具有快速調(diào)節(jié)特性的負荷成分共同作用的。

眾所周知，備自投的邏輯與運行方式密切相關(guān)，因此有必要掌握變電站的運行方式，才能分析得到備自投的配置及其邏輯。

對于110kV側(cè)，主要的運行方式為:

(1)進線1帶1#、2#主變，進線2帶3#主變，開關(guān)A、B、D閉合，開關(guān)C斷開，低壓側(cè)b、e開關(guān)熱備用

(2)由于進線1、2具有同等地位，進線1僅帶主變1的情況方式1相似。故與方式1比較，僅改動為B斷開，C閉合。

(3)2#主變熱備用，即B、C、c、d斷開，其他開關(guān)閉合。

可以看出方式(1)、方式(2)具有相似性質(zhì)，為避免重復，實際上僅需分析方式(1)方式(3)情況下各備自投的邏輯。而BZT1/BZT2、BZT3/BZT4也具有對稱的性質(zhì)，故僅分析BZT1、BZT3的邏輯即可，其他可以類推。

備自投的邏輯與運行方式密切相關(guān)，進而分析得到備自投的配置及其邏輯。在分析中，首先應當指出，110kV進線側(cè)的處理與雙進線橋接方式的處理相同，這是因為對于雙進線的運行方式，無論是進線備自投，還是主變備自投，其唯一可操作的方式即為將故障線路與主變先做隔離，并在隔離的基礎(chǔ)上連接(投入)備用線路及主變，只有這樣方能保證電源的有效提供——進線備自投，以及負載的有效提供——主變備自投。而對于10kV側(cè)，其唯一目的便是保障每段母線都有主變提供電能，而備自投的目標便是為其提供通路。

而對于均分負荷站，其特點要求其對負荷的分配不能過于隨意，而是由一臺主變帶兩段負荷，這一方面看是限制了備自投動作的方式，從另一方面看卻是簡化了備自投的邏輯。

3 負荷特性對電壓穩(wěn)定性的影響

近年來，人們對于電壓穩(wěn)定性的研究日漸深入，負荷對電壓穩(wěn)定的重要性進一步明確。負荷功率平衡逐漸失去并惡化的過程就是電壓失穩(wěn)的過程，其所導致系統(tǒng)的崩潰就是電力系統(tǒng)中這種失穩(wěn)的傳播。

3.1 動態(tài)負荷特性的影響分析

在電壓降低時，恒阻抗負荷會隨之下降，利于形成穩(wěn)定電壓。因此，若為恒阻抗靜態(tài)負荷特性，當?shù)陀谄谕禃r，系統(tǒng)的電壓水平和功率將保持穩(wěn)定;因負荷母線在電壓降低時，會造成持續(xù)的電壓下降，甚至造成電壓崩潰現(xiàn)象的發(fā)生。故恒功率負荷特性在降低端電壓時，會增大負荷電流，導致輸電線路電壓的增加，端電壓進一步降低;若系統(tǒng)負荷為純感應點擊，其運轉(zhuǎn)停止的極限轉(zhuǎn)矩同PV(感應點擊同阻抗負荷組合時的功率極限)曲線臨界點相一致。當在PV曲線尚不運行時，會帶來系統(tǒng)的穩(wěn)定，當PV曲線下部開始運行，則感應的電機會停止運轉(zhuǎn)，帶來的結(jié)果就是系統(tǒng)吸收大量的無功功率，這樣的情況會導致電壓崩潰而影響到電壓的穩(wěn)定性，還有一類情況就是因為負荷和輸電線的組合形成確定電音，那么一旦變壓器開始來進行負荷供電，那么調(diào)節(jié)端將會使負荷電壓提升到有可能的極限，這樣會增加線路的務(wù)工損耗而導致電壓形成非常的不穩(wěn)定。反之，會降低超高壓電壓的水平，在電壓崩潰條件下，這一點可能導致電壓穩(wěn)定性的降低。

3.2 靜態(tài)負荷特性的影響分析

靜態(tài)負荷特性指的是進入穩(wěn)態(tài)電壓時電壓同負荷功率的關(guān)系。實際系統(tǒng)中，逐漸增加達到負荷極限后，如若持續(xù)增加，系統(tǒng)電壓便會失去平衡點。運用靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析法來對靜態(tài)負荷進行分析，著手于靜態(tài)觀點來對電壓崩潰機理作出解釋。反映系統(tǒng)運行點同極限點距離的指標有很多，其中功率極限最為直觀。存在較高負荷時，以改變負荷的方式來對功率進行控制并不穩(wěn)定，即減小負荷阻抗，功率亦隨之減小，而典雅是否會降低，是否會失穩(wěn)則完全由負荷特性來決定。

4 提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的建議

基于負荷組成的復雜組成的復雜性，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的提升應從以下方面著手:強化系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)，合理選擇靜止公務(wù)系統(tǒng)、并聯(lián)電容器及同步調(diào)相機，來保障無功補償?shù)男省Ｔ黾涌焖夙憫獰o功備用的容量，來促進電壓穩(wěn)定性的提高;實際應用中，應用的變壓器可考慮加上負荷調(diào)節(jié)分接頭，低壓減載無疑成為對電壓穩(wěn)定性問題加以解決的重要后備手段;開發(fā)功能強大的電壓安全監(jiān)控軟件，來促進系統(tǒng)安全運行水平的大程度提高，防患于未然;確保負荷模型同實際情況相符，以完善的事故預案來提升系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

負荷特性在電壓穩(wěn)定性問題上扮演者重要角色，借鑒上述內(nèi)容，結(jié)合系統(tǒng)運行實際，來進一步提升電壓穩(wěn)定性。以在保障電力系統(tǒng)良性運行的同時，促進我國電力行業(yè)的長足穩(wěn)定發(fā)展。

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