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1、1,电压调整及AVC,重庆綦南供电公司 李勇芳,2,目录电力系统的无功功率特性和无功平衡电压调整的相关知识电压调整的方法AVC介绍,3,电力系统的运行电压水平取决于系统的无功功率。系统中各种无功电源输出的无功功率应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。,一、电力系统的无功功率特性和无功平衡,4,（一）无功负荷与无功损耗,负荷的无功特性,变压器的无功损耗,5,6,（二）无功电源,发电机三种运行方式向量图,7,8,9,4.静止无功补偿器,动态无功补偿电源。电容器发出无功，电抗器吸收无功，电容器、电感线圈组成滤波电路，滤去高次谐波，以免产生电压和电流畸变。,静
2、止无功补偿器,10,（三）无功平衡与电压水平的关系,式中，、电源供应的无功功率之和、负荷无功功率之和、网络无功功率损耗之和、无功功率备用；0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。,电力系统无功平衡的基本要求：,11,电力系统运行中：,隐极发电机经过一段线路向负荷供电，略去各元件电阻，假定发电机和负荷的有功功率为固定值，可以确定发电机送到负荷节点的功率为：,当P为一定值时，得,12,当电势E为一定值时，Q同U的关系是一条向下开口的抛物线。,13,2023/1/15,三、影响电压的因素,二、电压调整的相关知识,（一）影响电压的因素,14,（二）
3、电网电压偏低及偏高的原因,15,16,（三）电压不合格的危害,17,电压偏高的危害,18,（四）电压调整的必要性和目标,19,电压允许的范围,20,（五）电压监测点和中枢点的选择,21,22,23,24,824时，,负荷节点B对中枢点O的电压要求为：,两者的公共部分，即图中阴影部分，就是中枢点Q点的电压允许偏差范围。,08时，,824时，,016时，,负荷节点A对中枢点O的电压要求是：,25,三、调压方法,26,分层分区,B站,C站,A站,线路B,线路C,220kV,35kV,110kV,36.3,10kV,10.32,10.35,10.42,P:50.2Q:20.3,P:30.1Q:13.5
4、,P:20.3Q:9.5,分层：220kV主变或关口将高压网（省网）和地区网解耦,分区：区域自适应嵌套划分，使无功尽量小区域平衡,27,28,29,1、发电机调压,30,2、变压器调压,31,（1）降压变压器分接头的选择,图5-9 降压变压器分接头等值图,（2）降压变压器分接头的选择,32,3、电容器与电抗器调压,（1）并联电容器补偿调压,并联电容器补偿调压,33,34,（2）并联电抗器补偿调压,并联电抗器主要装设在四个电压等级上：35kV、66kV、330kV和500kV,35,36,（3）改变线路参数（X）的方法调压,用串联电容补偿线路参数的方法调压。在高压电网中，通常电抗X比电阻R大很多
5、，用串联电容的方法，改变线路电抗以减小电压损耗。对于负荷功率因数低、输送功率较大、负荷波动大、导线截面较大的线路，串联电容器调压，效果尤其显著。,37,4、综合调压,（1）各种调压方式的比较,38,（2）综合调压的原则,39,（3）改变电网运行方式调压,当地区调度员采取上诉几种基本的调压措施后，仍不能达到规定电压的范围时，应立即报告上级调度员采取措施改善地区电压水平。,40,41,如何调整合理？,B站,C站,A站,线路B,线路C,220kV,35kV,110kV,36.3,10kV,10.32,10.35,10.42,P:50.2Q:20.3,P:30.1Q:13.5,P:20.3Q:9.5,
6、分层：220kV主变或关口将高压网（省网）和地区网解耦,分区：区域自适应嵌套划分，使无功尽量小区域平衡,42,43,四、AVC介绍,(一）AVC的概念 在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电机的励磁、变电站和用户无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值，从而使全网有接近最优的无功电压潮流，这个过程叫自动电压控制，简称AVC。,44,(二）AVC基本功能主要功能：全网无功优化控制，全网电压优化调节，控制全网关口力率，全网控制自动协调，优化动作次数，安全运行措施，分析及统计确定无功补偿点。作用：保证电网安全稳定运行；保证电压和电
7、网关口功率因数合格；优化网络无功分配，即尽可能减少线路无功传输、降低电网因无功潮流不合理引起的有功损耗。,45,(三）AVC工作过程,46,AVC工作流程图,47,变电站调压一般采用有载调压变压器（OLTC）和无功补偿设备（通常并联电容器组）。有载调压变压器可以在带负载的情况下切换分接头位置，从而改变变压器的变比，起到调整电压和和降低损耗的作用。,变电站九区图控制策略介绍1、有载调压与无功补偿的区别,48,控制无功补偿设备的投切，可改变网络中无功功率的分布，改善功率因数，减少网损和电压损耗，改善用户的电压质量。以上两种调节和控制的措施，都有调整电压和改变无功分布的作用，但它们的作用原理和后果有
8、所不同。,49,利用改变有载调压变压器的分接头位置进行调压时，调压措施本身不产生无功功率，但系统消耗的无功功率与电压水平有关，因此在系统无功功率不足的情况下，不能用改变变比的办法来提高系统的电压水平，否则电压水平调的越高，该地区的无功功率就越不足，反而导致恶性循环。所以在系统缺乏无功的情况下，可以利用补偿电容器进行调压。,50,因此，必须把调节分接头与无功补偿设备的投、切两者结合起来，进行合理的调控，才能起到既改善电压水平，又降低网损的效果。,51,2、九区图的基本原理,简单系统接线图,52,九区图控制策略是按照固定的电压和无功功率（或功率因数）上下限将电压-无功平面划分为9个区域。,53,5
9、4,根据变电站电压无功综合控制（VQC）的调控要求，应将受控母线（即主变低压侧母线）电压控制在规定的电压上下限之间，确保电压合格；同时尽量将无功功率（或功率因数）控制在规定的无功功率（或功率因数）上下限之间；若不能使电压、无功功率（或功率因数）同时满足要求，则优先保证电压合格。,55,2区：电压越上限，无功功率越上限，先升档降压至电压合格；若分接头档位已上调至最高档，而电压仍高于上限，则强切电容。3区：电压正常，无功功率越上限，投入并联电容器组；若无电容器组可投，则维持。4区：电压越下限，无功功率越上限，先投入并联电容器组使无功功率合格；若无电容可投或电容器组投完后而电压仍低于下限，则再降档升
10、压至电压合格。,56,5区：电压越下限，无功功率合格，降档升压至电压合格；若分接头档位已调至最低档，而电压仍低于下限，则强行投入并联电容器组（强投电容）。6区：电压越下限，无功功率越下限，降档升压至电压合格；若分接头档位已调至最低档，而电压仍低于下限，则强投电容。7区：电压合格，无功功率越下限，切除并联电容器组；若无并联电容器组可切，则维持。,57,8区：电压越上限，无功功率越下限，先切除并联电容器组；若无电容可切或电容器组切完后而电压仍高于上限，则再升档降压至电压合格。九区图的电压、无功上下限一般某个负荷时段取固定值（可将1天分为12、24或48个负荷时段分别整定上下限值），并按逆调压原则自
11、动调整电压下限值。,58,变电站负荷越大、电压下限值越高，即在高峰负荷时适当提高运行电压，将电压下限值提高；同理，在低谷负荷时适当降低运行电压，将电压下限值降低。,59,九区图各区域的控制策略示意图：,60,3、AVC主要策略,原则：优先级顺序：电压功率因数无功1）系统优先考虑10kV电压，然后是220kV（关口）变电站功率因数，最后是无功。,61,2）在电压越限和功率因数越限矛盾的情况下，优先考虑电压。（功率因数还有其他调节手段）3）功率因数越限需调节电容器，电压预算不通过时，考虑调挡后投切电容器 4）无功优化时进行功率因数预算,62,电压越限调节电容器原则：电压越上限，优先切容量小的电容器
12、，同容量电容器优先切动作次数少的。电压越下限，优先投容量大的电容器，同容量电容器的优先投动作次数少的。,63,（1）在调度端进行电网无功优化计算，把结果下发到电网各可控节点（发电厂、变电站）。（2）电厂AVC装置根据下发的指令调整电厂的高压母线电压或机组的无功出力。（3）变电站AVC装置根据下发指令调整主变分接头，投、切变电站低压无功补偿设备。,(四）AVC控制手段,64,（1）提高电压合格率（2）优化电网无功潮流，使网损最小化（3）实现无功电压的自动调整，减轻调度及现场值班人员的劳动强度,(四）AVC控制目标,65,不同的无功、电压，如何调整？,B站,C站,A站,线路B,线路C,220kV,35kV,110kV,36.3,10kV,10.32,10.35,10.42,P:50.2Q:20.3,P:30.1Q:13.5,P:20.3Q:9.5,66,回顾：无功负荷、无功电压电压调整的相关知识电压调整的方法AVC相关知识,67,思考题：,电力系统的无功电源有哪些？电网电压偏低的原因？无功补偿的基本原则？中枢点电压调整方法？,68,谢谢大家!,68,
