电力系统电压稳定问题分析研究

袁露 高博 石宁

摘要：随着国际经济的快速发展，各行各业得到了了前所未有的进步和提高。电力系统的发展为人们的生活和生产提供了很大的支持。电力系统的良好运行需要充分满足稳定性的发展需求，电力系统的稳定性包括电压的稳定性、频率的稳定性和功角的稳定性，其中电力系统电压的稳定性一直受到社会的广泛关注，也是当前电力方面研究的主要领域。以前对于电力系统的研究，更多的是针对静态电压进行研究，当前社会电力系统的不断发展，人们开始意识到电压稳定的重要性，开始进行对电压稳定的研究。目前，我国对于电力的需求越来越大，电力系统承受着超高压和重负荷的现象，需要通过对电力系统的完善，改善这种现状。在我国社会经济快速发展的时代，电能的需求量也是越来越大，电压的稳定问题也逐渐突出，需要采取有效的措施进行改进。

关键词：电力系统；电压稳定；问题

引言

随着大规模交直流混联电网的发展，电网的电压稳定特性呈现出复杂形态。为了帮助系统运行人员比较准确地分析和量化电压崩溃风险，研究和开发了一套具有较高应用水平、符合实际生产运行分析需求的电力系统电压稳定评估与控制软件，具有重大的现实意义。

1有关电力系统电压稳定的内容阐述

电力系统的稳定是一个统一的整体，对于其稳定性的研究也是针对一个整体进行研究。电力系统的稳定性方面包括稳定和不稳定两种状态，但是电力系统的不稳定性表现为多种不同的形式，不稳定性也是根据系统的失稳特性、扰动大小和时间的不同进行分类。只有从中分析出电力系统失稳的主要因素，才能够针对特定的问题采取恰当的计算分析方法，从而采取有效的措施進行控制，提高系统的安全运行水平，不断优化电网的运行结构。电力系统的稳定性主要是指在给定的初始运行方式下，系统在受到扰动之后，还能够找到相应的平衡点，保证大部分的系统处于未越限的状态，保证系统整体的完整性。当处于一种初始运行状态时，电力系统中的母线能够保证电压的稳定，是在基于负荷需求平衡的一种条件下保持电压稳定。在该种运行状态下，电压失稳的原因主要是母线上的电压突然升高或者是下降，当电压不能保持稳定时，电力系统中的负荷就会失去平衡，就会出现跳闸的情况。电压的稳定存在三种状态：动态电压稳定、静态电压稳定和暂态稳定。（1）通常分析电压动态稳定情况时，主要应用线性微分方程来描述，了解电压中各个元件运行的一种动态情况，当系统处于一种小扰动情况下，分析电压的稳定性；（2）静态稳定是在动态稳定的基础上进一步简化，在平衡点处电压的稳定状况；（3）暂态稳定是当处于一种大扰动状态下，电力系统中电压的稳定状况。

2对电力系统电压稳定性产生影响的因素分析

2.1电压自身的调节能力

在日常生活以及工作的过程中，为了能够对电力电压的稳定性给予保障，需要清晰地认识电路电压的调节能力。所以在对电压稳定性进行保持的基础上，通常情况下在符合相对来说比较高的地区对备用的无功电能进行设置，这样做的目的能够对无功补偿量进行保障，保证电压能够获得正常运行，与此同时还能具备相应的调压能力；另外为了能够对电力系统电压的稳定性进行科学合理的控制，应该结合工作过程中的需求，在日常维护时，最大限度避免无功长距离输送，进一步保证分区以及分层之间的平衡性，因此针对于这个方面的内容而言必须要引起高度的重视，从而去保证电力系统自身可以更加高效稳定的运行，促进我国经济水平不断的提高。

2.2电力系统负荷特点

该特点在一定程度上是现阶段电力系统电压稳定性分析的工作中不可忽视的重要问题，在实际运行时，对电压稳定产生影响的因素比较多，其中比较重要的就是电力系统负荷。通常状况下，由于电力系统负荷存在相对来说比较大的变数，特别是季节或者区域性变化，极易致使线路电压存在不稳定现象。所以要加大对电力系统负荷特点进行分析，对于工作人员，要对其给与高度的重视，只有这样才能对应急预案进行做好，促进电压的稳定性。

3电力系统电压稳定的有效控制

当电力系统处于正常运行状态时，为了保证电压的稳定性，就需要针对发电机的额定功率、负荷等进行分析，对存在的问题进行调节，保证系统中电压的稳定性，如果电力系统发生故障，电压就不能保持正常的稳定性，就需要采取措施控制。

3.1无功补偿的方法应用

对于电力系统稳定性的分析，采用的无功补偿的方法有并联电容器组法和SVC等。电力系统中，电容器的过度使用会发生损坏，也就相应地影响到电压的稳定性和功率的不平衡性。有时过度的扰动会造成电容器的损坏，电压也不容易恢复，通过电容器之间的并联，可以进行无功补偿。SVC和STATCOM是目前电压稳定中采用最多的动态无功补偿设备，设备的应用能够有效提高系统电压稳定性，SVC可以通过对称或者是不对称的方式运行，而STATCOM始终保持对称的方式运行。

3.2变压器分接头的紧急控制

OLTC的应用主要是对母线中存在的电压负荷进行调节，保证系统的正常运行，能够将运行控制在一定的范围内，一般电力系统中存在的接头地方，不利于电压的稳定。如果电力系统发生紧急状态，OLTC就会起到一定的作用，防止电压系统的崩溃，电力系统中的分接头动作有利于增强电压的稳定性，当负荷处于一种恒定状态时，电压的变动会降低网络中功率的损耗。分接头紧急控制措施包括分接头调节闭锁和分接头的逆调节，在发生紧急的情况下，通过暂时停止或者是延缓电压的方式防止电压的崩溃。

3.3发电计划的重新分配

在控制电压稳定的基础上，对于短期内发电计划的重新安排，需要对现有设备进行控制，无需增加新设备，对于电压的调度，会首先对功角的稳定性进行分析，考虑到电压的稳定性，在保证电力系统安全和平衡的基础上，也要考虑到一定的经济性原则。

3.4切除负荷

当电力系统的电压出现失稳的情况时，可以通过切除负荷的方法制止电压发生崩溃，能够保证电力系统的安全运行。在电力系统中需要安装阻止电压崩溃的自动装置，低电压自动减载装置能够针对专门的电压稳定问题，通过估计动态负荷模型参数，研究负荷最小切除量的计算，利用切除负荷和电容补偿等的方式控制电压的稳定性。

结语

总之对于电压稳定性的研究长期以来都是作为电力系统运行过程中的重点的研究对象，相关的电压稳定性则是需要从电压稳定的静态以及动态的方法进行分析，其中负荷的特性则是作为电压稳定性研究的重点问题。对于电压的失稳情况也是需要从电力系统的失稳各种场景做出相应的分析，通过应用相应的控制措施，可以更好的保证电力系统能够安全有序的运行，根据其电力系统的稳定性方面的问题，采取相应的控制措施进行应对，保证电力系统的良好运行。

参考文献

[1]王若松，马平.基于L指标的含风电场电力系统无功电压控制[J].青岛大学学报（工程技术版），2017，31（01）：73-77.

[2]赵育林，邓东强.电力负荷的电压动态稳定性的数值仿真方法[J].电气开关，2018，54（01）：78-80+103.

[3]史雁峰.改善电力系统局部电压稳定指标精度的策略探讨[J].中国高新技术企业，2017（26）：135-136.

[4]杨悦，李国庆，王振浩.基于可信性理论的含风电电力系统电压稳定概率评估[J].电力自动化设备，2017，34（12）：6-12.

[5]刘光晔，杨以涵.电力系统电压稳定与功角稳定的统一分析原理[J].中国电机工程学报，2017（13）：135-149.

（作者单位：河南安阳供电公司）