控制系统电压使其运行在安全稳定的水平是AVC追求的目标。由于电压与无功的强耦合关系,调压实际上就是调整系统的无功分布。能够影响系统无功分布的手段有调节发电机端电压、调节有载调压变压器分接头、调节并联电容器和调节电抗器投切的容量。
5.2.2.1 调节发电机机端电压
发电机既能给系统提供有功功率,又能提供无功功率,是电力系统中唯一的能同时提供两种功率的电源。除了能够提供有功功率,发电机在必要时能够进相运行,以吸收电网中多余的无功功率。发电机具有连续可调、响应速度快的特点,而且不像无功补偿装置那样需要增加额外的投资。所有这些特点使得发电机成为无功/电压控制的主要手段,是保证电压质量和无功平衡、提高电网可靠性和经济性必不可少的措施之一。
发电机机端电压由励磁调节器控制,改变调节器的电压整定值即可改变机端电压。励磁系统一般包括两个主要组成部分:励磁功率单元和励磁调节器。励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流(励磁电流),在发电机定子和转子间产生气隙磁通,充当发电机进行机电能量转换的媒介;励磁调节器监测发电机的机端电压、电流或其他状态量,然后按照给定的调节准则对励磁功率单元发出控制信号,控制励磁功率单元的输出,进而调节发电机机端电压达到给定值。
发电机的机端电压与发电机的无功功率输出密切相关。当增加发电机的机端电压时,同时也增加了发电机的无功功率输出;反之,降低发电机的机端电压,也就减少发电机的无功功率输出甚至进相运行。因此,发电机的机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。当发电机输出的无功功率达到其上限或者下限时,发电机就不能继续进行调压。发电机的无功输出极限与发电机的有功出力有关,有功出力较小时,无功功率调节的范围会更大一些,调压的能力会更强些。多台机组同时进相运行还会影响系统的稳定性,因此必须做大量稳定计算确定系统安全稳定条件下安排机组进相运行。
5.2.2.2 调节有载调压变压器分接头(www.daowen.com)
在变电站中,为了调压,目前普遍采用有载调压变压器。它通过改变高压绕组(对于三绕组变压器,还有中压绕组)的分接头进行调压。当低压侧母线电压偏高时,调节分接头使得主变压器电压比增大,降低低压侧母线电压;当低压侧母线电压偏低时,调节分接头使得主变压器电压比减小,提高低压侧母线电压。这种调压方式灵活、可靠、投资较小。需要注意的是,变压器本身不产生无功功率,只是通过其分接头的调节来改变系统无功的分布。
5.2.2.3 应用无功补偿装置调节电压
在电网适当的地点接入并联无功补偿装置,能够减小线路和变压器输送的无功功率,因而可减小线路和变压器的电压损失并提高电网的电压水平,同时还能减小电网的功率损耗,提高经济效益。当系统负荷变化时,通过调节无功补偿装置输出的无功功率,就能控制电网的电压。常用的无功补偿装置是并联电容器和并联电抗器,在高峰负荷时投入并联电容器能够提高电网的电压水平,在负荷较低时,可以切除部分电容器,甚至全部切除而投入并联电抗器,防止电压水平过高。20世纪80年代提出的柔性交流输电系统(FACTS)技术,它以电力电子技术成熟发展为前提,基于这种技术的静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)目前已被电力系统大量采用。它们的优点是:与旋转同步调相机相比,结构简单、无转动部件、运行维护方便、效率较高;与利用真空开关切换电容的无功补偿相比,后者只能分级调节,完全没有动态响应的能力。
在交流电网中,输电线路尤其是变压器的电抗远大于电阻(X≫R),所以应当避免无功功率的远距离传输,尤其应避免无功功率的过网传输。因此,无功功率应实行分层控制,做到分层平衡,力求使通过变压器的无功功率尽量少,最终使得送、受端电网和高峰、低谷负荷之间的电压波动小且线损率低。因此,电力系统的电压及无功功率控制通常采用分层分区控制的原则。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。