提高电力系统静态稳定性的几种措施分析

摘 要：随着电网的不断发展和扩大，电力系统的稳定性问题也逐步得到重视。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了分析。

关键词：电力系统；静态稳定性；措施

稳定性破坏是电网中最为严重的事故之一，大电力系统的稳定破坏事故，往往引起大面积停电，给国民经济造成重大损失。因此，为了保证电力系统运行的安全性，在系统规划、设计和运行过程中都需要稳定性分析。当稳定性不满足规定要求，或者需要进一步提高系统的传输能力时，还需要研究和采取相应的提高稳定措施。本文就提高电力系统静态稳定性的几种措施进行了以下分析。

1 发电机装设自动调节励磁装置

电力系统静态稳定性的研究表明，发电机可能输送的功率极限越高则静态稳定性越高。要增加功率极限，应减少发电机与系统之间的联系，即缩短“电气距离”。而发电机如果装设先进的调节器按运行参数的变化调节励磁就有可能维持发电机端电压为常数，其结果等值于将发电机的电抗减少为零，从而缩短了发电机与系统间的“电气距离”，提高系统的静态稳定性。此外，由于装设自动调节励磁装置价格低廉，效果显著，几乎所有发电机都装设了自动调节励磁装置。

2 降低元件电抗

系统中的电抗有发电机的电抗，变压器的电抗和线路的电抗。发电机装设自动调节励磁装置，可起到减少发电机电抗的作用。变压器的电抗在系统总电抗中所占的比重不大，在选用时可尽量选用电抗较小的变压器即可。而线路电抗在电力系统中所占的比例较大，特别是远距离输电线路所占比重更大，因此这里有实际意义的就是减少线路电抗。具体做法有以下几种。

（1）采用分裂导线 系统中输电线采用分裂导线主要目的是为了避免电晕引起的功率损耗和对无线通讯产生干扰，同时，分裂导线也可以减少线路电抗。例如，对于500KV的线路，采用单根导线时的电抗大约为0.42Ω/km，而采用两根、三根、四根分裂导线时的电抗分别为0.32Ω/km、0.30Ω/km、0.29Ω/km。

（2）提高线路额定电压等级 电压的平方与功率极限成正比，因而提高线路额定电压等级，可提高静稳定极限，从而提高静态稳定的水平。另一方面来，提高线路额定电压等级也可以等值地看作是减小线路电抗。

当然，提高线路额定电压后，势必要提高线路及设备的绝缘水平，加大铁塔及带电结构的尺寸，这样就使得系统的投资增加。因此，对应一定的输送功率和输送距离，应有其对应的经济上合理的额定电压等级。

（3）采用串联电容补偿线路电抗 串联电容补偿是在线路上串联电容以补偿线路电抗。在较高等级的输电线路上，串联电容补偿的补偿度KC对系统的影响较大。一般来说补偿度越大，系统中总的等值电抗越小，系统的稳定性越高。但补偿度太大时，在有些情况下对系统运行也会产生不利影响，主要表现在以下几个方面：①KC过大时，可能使短路电流过大，短路电流还可能呈容性，某些继电保护装置可能会误动作。

?KC过大时，系统中的等值电抗减小，阻尼功率系数D可能为负，则会使系统发生低频的自发振荡或“自励磁“现象，破坏系统的稳定性。?由于KC过大的补偿后，发电机外部电路的线路感抗XL可能呈容性，同步发电机的电枢反应可能起助磁作用，即同步发电机出现自励磁现象，使发电机的电流、电压迅速上升，直至发电机的磁路饱和为止。因此，采用串联电容提高系统的稳定性其补偿度一般为 KC<0.5为宜。

串联电容器一般釆用集中补偿，若分散安装则会给维护和检修带来困难。当线路两侧都有电源时，补偿电容器一般设置在中间变电所内；当只有一侧有电源时，补偿电容器一般设置在末端变电所内以避免产生过大的短路电流。

3 改善系统结构

改善系统的结构，加强系统联系的方法有多种，例如可以通过增加输电线路的回路数以减小线路电抗。另外可以将输电线路与原有的电力系统连接，使长距离的输电线路中间点的电压得到维持，从而缩小“电气距离”，提高系统的静态稳定性。也可以加强线路两端各自系统的内部联系，从而减小系统等效电抗。

4 采用中间补偿设备

在输电线路中间接入配有先进自动励磁调节器的中间调相机，则可以维持同期调相机端点电压，甚至使高压母线电压恒定。这样，就可以把输电线路等值的分为两段，缩小“电气距离”从而使得系统的静态稳定性得到提高。

以上几种提高电力系统静态稳定措施都是从直接或间接的减小电抗的角度出发来分析，在电力系统实际运行中也可以通过提高发电机的电动势或提高电网的运行电压来提高功率极限，或者采用柔性输电技术来改善系统的静态稳定性。

参考文献

[1] 周春梅.论我国电力系统稳定运行[J].科技资讯，2008，（1）.

[2] 刘涤尘.电气工程基础[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003：340-343

[3] 袁季修，孙光辉.电力系统安全稳定控制的现状与进展[J].电力系统自动化，1989，（4）.

[4] 黎俊. 提高电力系统静态稳定性的措施研究[J]. 技术与市场. 2011（10）

[5] 刘景霞. 简单电力系统静态稳定性分析及研究[J]. 工矿自动化. 2009（11）

作者简介

李浪（1981-），男，四川资阳人，工程硕士，讲师，主要研究方向：电气自动化技术，已发表论文多篇。