电力系统负荷对电压稳定性影响因素研究

电力系统负荷对电压稳定性影响因素研究

李景祺

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摘要：本文主要以我国的电力系统为主要研究，通过对我国的电力系统进行概述，阐述其相关概念并介绍当前我国的电力系统发展方面存在的各种现实缺陷，包括系统间不协调削弱电压稳定性、负荷特征影响、传输功率不足、输电网络功能相对较弱等，电力系统负荷对电压稳定性的因素包括负荷恢复和负荷失稳。

关键词：电力系统；稳定性；影响

1 电压失稳概述

1.1 电压发生失稳的原理

我国的电力系统目前主要以火力发电为主，由发电站发出、输电线进行远距离输送到负荷中心，再经配电线路将电能配送到各个用户。电压稳定表现为静态特征，所以通常需要以静态为切入点对电压失稳的原因加以分析阐述。静态稳定性（物理机制）实质上就是网络传输容量。分析电压稳定性既有研究成果可以发现，不稳定的动态机制之所以会形成，主要原因在于动态部件（发电企业、控制系统）的压力和动态等因素。但是，因为缺少动态线性的电力系统本身相对复杂，所以无论是电压失稳还是电压崩溃，其过程都复杂异常，尚未得到深入的研究。其中一个是普遍接受的紧张不稳定原则 ：如果电力系统中断，系统可以保证稳定，电压系统中的承载 EHV 值降低时，基板转换器在24米内返回支架。超高压线路的应力、线路损耗均会因各种设备而增大。增大电流，致使发电机整个系统增加无功输出，当发电机出现越线无功功率的持续反应时，负荷电压会迅速降低，系统将会更加容易出现不稳定的电压，整个过程将会造成发电机组出现较大面积的停电现象。

1.2 影响电压稳定的因素

随着我国经济社会的发展，我国的电网建设也迅速发展，电力系统属于基础设施，关系到人们的基本生活，因为经济发展提高了公众的收入水平，改善了公众的生活质量，主要表现之一即为公众生活的各种用电设备大量增加，为公众创造了空前便利。公众电力服务体验、电器设备精细化发展均要求更高质量的电力产品及服务供应，因此电力系统的建设对于我国经济发展非常重要。在高负荷情况下，电压稳定性会下降。甚至有可能发生电压崩溃。其原因通常来自电力系统本身和外部因素两方面。前者包括系统间协调性差、负荷特征拖累、传输功率能力欠缺、输电网络功能不足等。因为在大规模电力系统中相互作用的元件都是非常复杂的，因此将影响电压稳定的因素进行分离是比较困难的。

2 电力系统负荷对电压稳定性的影响因素

2.1 负荷恢复对电压稳定性的影响

伴随着我国经济的快速发展，我国的高压电网建设不断向特高压升级，就此进一步增大了电力系统负荷。负荷恢复特性实质上是指负荷功率因电压下降而变小（暂时性）但迅速重新增大的现象。感应电机有功功率恢复至机械负载状态（和其匹配）即负荷功率恢复。电力系统分接头处的恢复部位则为低压位置（在测电压）。负荷被温度调节装置调节控制在恒温状态条件下将会逐步恢复电网功率。在恢复的过程中由恢复负荷产生的功率将会增强输电线中电压降低，造成符合母线上的电压持续降低，进而将系统推向失稳电压的状态。

2.2 负荷失稳电压稳定性的影响

我国电网的建设速度较快，一些城市为了提升自身电力系统建设的速度而罔顾施工过程中出现的建设不合理的问题，导致了我国的电网系统较为薄弱。通常情况下，我们会认为负荷不稳定的特性对电压系统稳定性的影响应根据当时的情况而决定。电网电流、电网吸收的无功功率与无功功率之间均具有正相关性，正因如此，无功功率增加即会严重影响电网的无功效率，提高输电线的降压，逐渐降低负荷的电压，从而导致系统的电压在短时间内稳定性改变而发生崩溃。当电压较低时，电机会迅速感应到电压的改变而启动保护的机制，此时荧光灯就会熄灭，进而系统电源不足的问题得到缓解，电压也会逐渐恢复。我们通常所说的负荷失稳是指在电压较低前提下由于其基本自保需要而自电网内将其自行剔除，或由于低压装置运行导致毁损，或正常能量转换作用保障。符合元件在低电压条件下的失稳性，主要包含了电动机感应出现的失速甚至是堵转、荧光灯出现的突发性熄灭等，符合元件发生失稳后，其在电网中吸入的有功与无功产生的功率将会出现较大的变化，对系统中电压具备的稳定性发挥了重要的影响。

2.3 负荷对电压稳定性影响的研究

伴随我国经济的发展，城市建设的速度也在越来越快，城市用电越来越多，而很多城市的电力系统建设已经跟不上城市现代化建设的变化，与实际情况出现偏差。从分析电压稳定性模型构建方面来看，由于每种装置负荷响应速度在系统受影响前提下存在明显差异，电压稳定用时不一样，则其同样存在差异化负荷综合特征，所需负荷模型同样存在区别。所以这种模型必需与负荷特征相吻合，才能有效分析电压稳定性，提供精确的分析结论。

3 加快推动我国电网建设的措施

3.1 重点强化电网的规划管理

电网规划事关国家整体经济发展，会直接影响到社会各行各业的发展实践，因此想要最大化电网规划功能，就必需要确保电网规划可以有效过渡并衔接林业、土地、城乡乃至各级整体发展规划等，才能真正在促进电网自身发展的同时，为社会经济统筹协调稳定发展提供实质性或基础性保障。从发展实践来看，电网规划必需基于前瞻性思想展开，也就是说，应基于适度超前思维来整体规划、发展、建设电网，通常应统一考虑电网输电线路走廊矢量图、规划用地方案，形成报告，提交政府相关部门，以便政府统筹安排，在“多规合一”管理模式中纳入用地需求。电网规划严肃性必需引起各方关注，应基于既有规划方案严格控制输电线路走廊与变电站建设用地（已列入总体规划），基于规划选定的线路路径、站址均不可以随意变更或调节 ；确需调整的，要征求能源主管部门及电网企业意见，由各方协商解决。

3.2 提升管理人员的素质

在研究我国的电力系统以及稳定电压的改进措施时除了发现要加强城市电力系统的建设、推广智能化规划管理外，还发现提升管理人员的素质也是改进我国电网建设的重要措施，高质量的建设和运营人才是城市电力系统建设可持续发展的重要保障，各级政府都应重视电力系统建设和运营人才的培养。提升管理人员的素质主要包括培养专业的人才、对已有的工作人员进行定期培训以及吸收外来人才等。

3.3 电网系统的完善清晰目标

城市电力系统建设过程中应结合实际情况，在建设过程中要有完善清晰的导向目标，以实现其自身价值。虽然很多城市已经建立了完善的电网系统，但是在实际的应用过程中仍然存在管理不足的情况，导致发现问题不及时、问题纠正不彻底、同一问题反复发生，经常会出现电压不稳定甚至电压崩溃的情况。政府部门应加强对电力系统建设不足的管理力度，使在电力建设过程中真正意识到不消除事故隐患及其他不利带来的严重后果，迫使和引导在电力系统建设过程中对事故隐患自查自纠，发挥监管的威慑作用，以提高我国电力系统的良好建设以及电压的稳定性，为国民提供一个良好的用电环境。

3.4 充分认识到电网建设的重要性

当前我国很多城市人口众多、电力负荷较大。完善的电力系统的建设可以良好地稳定电压、显著的缓解电力需求的问题，从而实现资源的合理化利用，同时减少电压不稳定或者电压崩溃的情况发生，使人、电力、经济三者关系更加的和谐。顺畅的电力系统可以减少居民的生活成本，改变居民的生活方式，给居民的日常生活带来极大的便利，还可以在一定程度上减少不可再生能源的利用，减少各种污染的排放，例如汽车尾气、秸秆的燃烧等，从而在一定程度上提高国民的生活质量和工作效率，促进我国经济的快速发展。

参考文献

[1] 刘晶 .电力系统负荷对电压稳定性的影响 [J]. 科技传播 ,2012,6.

[2] 林舜江 , 李欣然 , 刘杨华 .电力系统电压稳定性及负荷对其影响研究现状 [J].电力系统及其自动化学报 ,2008,1.