影响电力系统运行的稳定性的原因及措施

1、.影响电力系统运行的稳定性的原因及措施作者：zhangyap 文章来源：本站原创 点击数： 0 更新时间：2010-4-13 21:32:22 【字体：小 大】湖北安全生产信息网(安全生产资料大全)寻找资料前言所谓电力系统运行的稳定性，就是指在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。研究电力系统稳定性问题归结为研究当系统受到扰动后的运动规律，从而判断系统是否可能失去稳定而研究提高系统稳定性的措施。电力系统稳定性问题，是一个机械运动过程和电磁暂态过程交织在一起的复杂问题，属于电力系统机电暂态过程的范畴。根据扰动量的大小，可将电力系统稳定性分为静态稳定性和暂态稳定性两大类型。1影响电力系

2、统运行稳定性的因素在电力系统中，各同步发电机是并联运行的，使并联的所有发电机保持同步是电力系统维持正常运行的基本条件之一。1.1电力系统的稳定性与系统的发展密切相关对于早期孤立运行的发电厂和发电机并列的运行在公共母线上，并列运行的稳定性问题并不严重。随着系统容量和供电范围的扩大，许多发电厂并联运行在同一电力系统时，并列运行稳定性日益严重。在现代电力系统中，稳定性问题常称为制约交流远距离输电的输送容量的决定性因素。当电力系统失去稳定时，系统内的同步发电机失步，系统发生振荡，结果会使系统解列，可能造成大面积的用户停电。因此，失去稳定性是电力系统最严重的故障。1.2电力系统在运行中时刻受到小的扰动例

3、如负荷的随机变化，汽轮机蒸汽压力的波动、发电机端电压发射点小的偏移等等。在小扰动作用下，系统将会偏离运行平衡点，如果这种偏离很小，小扰动消失后，系统又重新恢复平衡，则称系统是静态稳定的。如果偏离不断扩大，不能重新恢复原来的平衡状态，则系统不能保持静态稳定。1.3电力系统运行时还会受到大的扰动例如，电气元件的投入或切除、输电线路发生短路故障等等。在大扰动作用下，如果系统运行状态的偏离是有限的，且在大扰动结束后又达到了新的平衡，则称系统是暂态稳定的。如果偏离不断扩大，不能重新恢复平衡，则称系统失去了暂态稳定。2.提高电力系统稳定性的措施现阶段电力系统根据扰动量的大小，可将电力系统稳定性分为静态稳定

4、性和暂态稳定性两大类型。2.1提高电力系统静态稳定性的措施从静态稳定的分析可以看出，提高电力系统的静态稳定性，应着力于提高电力系统功率极限。2.1.1提高发电机电势提高发电机电势是提高电力系统的功率极限最有效的措施，它主要依靠采用自动励磁调节器并改善其性能来实现。在现代电力系统中，几乎所有的发电机都装有自动励磁调节装置。自动励磁调节器明显地提高了功率极限。当发电机装有比例式励磁调节器时，在静态稳定分析中发电机所呈现的电抗由大到小，并近似维持暂态电势为常数。当有磁力式励磁调节器时，相当于把发电机电抗减小到接近于零，即近似当做发电机端电压维持恒定，这就大大地提高了发电机的功率极限，对提高静态稳定性

5、极为有利。自动励磁调节器在整个发电机投资中所占的比重很小，所以，在各种提高稳定性的措施中，总是优先考虑使用或改善自动励磁调节装置。2.1.2减少系统的总电抗从简单电力系统的功率极限表达式可以看出，输电系统的功率极限与系统总电抗成反比，系统电抗越小，功率极限就越大，系统稳定性也就越高。输电系统的总电抗由发电机、变压器和输电线路的电抗组成。发电机和变压器的电抗与它们的结构尺寸有关，一般在发电机和变压器设计时，已考虑在投资和材料相同的条件幸福，力求使它们的电抗减小一些。当发电机和变压器设计时，已考虑在投资和材料相同的条件下，力求使他们的电抗减小一些。当发电机和变压器装有自动励磁调节器时，发电机的实际

6、电抗已由大减小。因此，从发电机结构方面去减小电抗的作用有限。对于变压器而言，其短路阻抗直接影响到制造成本和运行性能，也不宜改变。自耦变压器具有损耗小、体积小、价格便宜的优点外，它的电抗也较小，对提高稳定性有利，故在超高压电力系统中得到了广泛的应用。相对而言，设法减少输电线的电抗，则是一个可循的途径。主要方法之一是采用分裂导线，这可以使线路电抗约减少20%，而且还能减少或避免电晕所引起的有功功率损耗。减少输电线电抗的另一方法是采用串联电容补偿。一般来说，补偿度越大，对系统稳定越有利，但过大的补偿度可能引起发电机的自励磁等异常情况，影响线路继电保护的正确动作，增大短路电流等，一般取补偿度为0.2-

7、0.5.此外，在超高压远距离输电中，如输电功率受稳定性限制，也可采用增加输电回路数，减少等值电抗，以达到提高输电功率的目的。2.1.3提高和稳定系统电压要提高系统运行电压水平，最主要的是系统中应装设充足的无功电源。在远距离输电线的中途或在负荷中心装设同步调相机，将有助于提高和稳定系统的运行电压水平，从而提高系统运行的稳定性。合理地选用高一级的电压，除了降低损耗、增加输电容量等作用外，海景提高电力系统的功率极限，这在设计新线路或改造旧线路时常作为一个措施来考虑。这是因为对于同一结构的输电线路，采用的额定电压越高，线路电抗的标幺值就越小，功率极限就越高。2.2提高电力系统的暂态稳定性的措施一般来说

8、，提高电力系统静态稳定的措施也有助于提高暂停稳定性。如果提高了故障时和故障切除后的功率极限，这显然增加了最大可能的减速面积，减小了加速面积，从而有利于系统保持暂态稳定性。此外，从从暂态稳定分析来看，除提供系统的功率极限外，还可以采取一些相应的措施，减少发电机转子相对运动的振荡幅度，提高系统的暂态稳定性。对其中一些主要措施列举如下：2.2.1可使切除故障利用快速继电保护装置和快速动作的断路器尽快切除故障是提高暂态稳定性的重要措施。实行快速强行励磁在系统发生短路故障时，发电机实行快速强行励磁，能迅速提高发电机的电势，提高故障时和故障切除后发电机的功率特性，将有利于提高系统的暂态稳定性。2.2.2采

9、用自动重合闸装置高压输电线的短路故障绝大多数是瞬时性的采用自动重合闸装置，在故障发生后，由继电保护装置启动断路器把故障线路切除，待故障消失后，又立即自动将这一线路重新投入运行，使系统恢复双回线供电，提高了系统的功率极限，有利于保持暂态稳定，同时也提高了供电的可靠性。2.2.3改善原动机的调节特性电力系统受到大扰动后，由于发电机输出的电磁功率突然变化，而原动机的功率由于惯性及调速器的时滞等原因，功率不不可能及时相应变化，从而造成了发电机轴上功率的不平衡，引起发电机产生剧烈的相对运动，甚至破坏系统的稳定性。如果原动机调速系统能实行快速调节，使它的功率变化能接近跟上电磁功率的变化，则机组轴上的不平衡

10、功率便可减小，从而防止暂态稳定性的破坏。此外，对于并联运行发电机组，也可在故障发生后切除部分发电机组，以减少过剩功率，或采用机械制动的方法来消耗掉一部分原动机的机械功率。2.2.4采用电气制动所谓“电气制动”，就是在送端发电机附近装设一电阻性负载，当系统发生短路故障而引起发电机产生过剩功率时，自动地投入这一电阻负荷以吸收过剩功率，抑制发电机的加速，因而，提高了电力系统的暂态稳定性。3.结论电力系统是由发电、供电和用电设备组合在一起的一个整体，各设备之间相互关联，某一个设备运行情况变化(如参数改变、发生事故等)，都会影响到其他设备，有时甚至会波及整个电力系统。因此，当电力系统的生产秩序遭受扰乱时

11、，系统应能自动地迅速消除扰乱，继续正常工作，这就是电力系统应该具备的稳定运行能力。这种能力的大小取决于系统结构、设备性能和运行参数等多方面的因素。换言之，对于具体的电力系统，保持稳定运行的能力有大小，如果超过能力的限度，电力系统就会失去稳定，发电机就不能正常发电，用户就不能正常用电，并且引起系统运行参数的巨大变化，往往会造成大面积停电事故。可见电力系统稳定运行是关系安全生产的重大问题。无功补偿技术对低压电网功率因数的影响免费论文网目录： 理工论文 石油与能源论文 发布时间：2010-6-15无功补偿技术对低压电网功率因数的影响为作者原创,免费范文网最新为您更新无功补偿技术对低压电网功率因数的影

12、响无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 关键字：石油与能源动力论文 免费范文网免费范文网无功补偿技术对低压电网功率因数的影响无功补偿技术对低压电网功率因数的影响The technique of reactive compensations influence to low voltage network贾沛建、唐军摘要:依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。 免费范文网通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。结合应用

13、实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。关键词: 节电技术 功率因数 无功补偿 Abstract: The power factor of equipment can be used to measure the loss of energy in transmission lines. By refining the technique, we can let the power factor which is below the standard get standardized to save electricity. This arti

14、cle analyses the function of reactive compensation and the ways to choose capacity of compensation. It emphasizes in discussing the configuration of low voltage network and asynchronous motors capacity in reactive compensation. By combining with actual examples, this article also explains that using

15、 the technique of reactive compensation to improve the power factor of low voltage network and equipment has become an important measure to save electricity.Key words: Technique of electricity saving ,Power factor, Reactive compensation 1、前言无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网

16、电压质量。无功补偿的合理配置原则从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。(3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是

17、在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。(4)降损与调压相结合，以降损为主。2、影响功率因数的主要因素功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时

18、，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。2.1、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。2.2、 供电电压

19、超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。2.3、电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响2.4、以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节

20、能的效果。3、 低压配电网无功补偿的方法提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。3.1、随机补偿随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。3.2、随器补偿 随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无

21、功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。3.3、 跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行

22、方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。4、无功功率补偿容量的选择方法无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。4.1、单负荷就地补偿容量的选择的几种方法（1）、美国资料推荐：Qc=(1/3)Pe 额定容量的1/3（2）、日本方法：从电气计算日文杂志中查到：1/41/2容量计算考虑负载率及极对数等因素，按式（5）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会

23、出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对一般情况都可行，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。（3）、经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小确定经验系数选择容量 比较接近实际需要的电容器，采用这种方法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.950.97 之间经验系数表电机类型 一般电机 起重电机 冶金电机极数 2 4 6 8 10 8 10补偿容量（kvar/kw） 0.2 0.20.25 0.250.3 0.350.4 0.5 0.6 0.75电机容量大时选下限，小时选

24、上限 ；电压高时选下限，小时选上限4、Qc=P1/COS21-1-1/COS22-1实际测试比较准确方法此法适用于任何一般感性负荷需要精确补偿的就地补偿容量的计算。（4）、如果测试比较麻烦，可以按下式Qc 3UeIo10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSe ) 瑞典电气公司推荐公式QoQC 若电动机带额定负载运行，即负载率=1,则：QoQC根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率时吸收的无功功率Q与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。（5

25、）、按电动机额定数据计算：Q= k(1- cos2e )3UeIe10-3 (kvar)K为与电动机极数有关的一个系数极数： 2 4 6 8 10K值： 0.7 0.8 0.85 0.9 4.2、多负荷补偿容量的选择多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。（1）对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：Qe=KmKj(tg1-tg2)/Tm式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.80.9;Tm为企业的月工作小时数；tg1、tg2意义同前，tg1由有功和无功电能表读数求得。（2）对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式

26、选择：Qc=KnPn(tg1-tg2)式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75;Pn为企业有功功率之和；tg1、tg2意义同前。tg1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cos1。多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。5、无功补偿的效益在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功

27、功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.700.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。5.1、节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。5.2、提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少

28、，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。5.3、降低系统的能耗补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOS，由于COS提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2U1从而导出I1COS1=I2COS2。即I1/I2

29、= COS2/ COS1,这样线损 P减少的百分数为：P%= (1-I22/I12)100%=（1- COS21/ COS22） 100%当功率因数从0.700.85提高到0.95时，由(2)式可求得有功损耗将降低20%45%。5.4、改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失U为：U=（PR+QX）/Ue10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的；配电线路：X=（24）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的变压器：X=（510）R QX/Ue=(510) PR/ Ue 变压器U几乎全

30、为输送无功负荷Q产生的可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。5.5、三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：S=P/ COS1（ COS 2/ COS1）-1如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（1550.857） （0.967 0

31、.857）-1=24KVA6、应用实例：烟台市能源监测中心于2003年4月24、29、30日对烟台氨纶股份有限公司B区制冷机、空压机电机进行了电机补偿装置的安装调试，从安装后测试结果看，平均降低电流22-51（A），电机功率因数提高到0.98，（见测试结果对比表），减少了公司内部低压电网的消耗，从而达到了节电的目的。测试结果对比表设备名称 设备容量（kW） 补前功率因数COS1 补后功率因数COS2 电流下降（A）制冷压缩机LM1-110M、B4 110 0.84 0.98 22制冷压缩机LM1-200M、B2 220 0.89 0.98 41制冷压缩机LM1-250MA1、C1 250 0.

32、86 0.98 51制冷压缩机2DLGS-K2、D2 250 0.89 0.986 49制冷压缩机2DLGS-K2、D5 250 0.89 0.98 48空气压缩机20S-200A、D1 150 0.87 0.98 38空气压缩机20S-200A、D2 150 0.86 0.978 36空气压缩机20S-200A、D3 150 0.87 0.982 40空气压缩机60A-160、B1 160 0.88 0.98 46空气压缩机60A-160、B2 160 0.89 0.973 481、由于电流减少，变压器的铜损及公司内部的低压损耗都降低。配电系统电流下降率（10.87/0.98）10011；配

33、电系统损耗下降率 (1-0.872/0.982)100212.该公司B区制冷机、空压机电动机补偿的总容量为780千乏，电流平均总下降518（A）,依据GB/T12497-1997中计算公式，安装电动机补偿装置后，年可节电量补偿容量无功经济当量年运行时间7800.0424300224640kWh，节约价值11.2万元，补偿投资费用(包括设备的购置、安装及现场调试)为：6.24万元。(80元/千乏) 七、 结论 文中集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的方法，讨论了如何确定无功功率的补偿容量，确保补

34、偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。作者简介：唐军（1966-）山东大学热能工程专业 工程师 烟台市能源监测中心监测室主任 贾沛建（1964-）上海交通大学金属材料工程专业 高级工程师 烟台市能源监测中心总工室主任 智能控制在电力系统中的应用收藏此信息 推荐给好友 2009-5-9 来源：机电商情网 1 智能控制和智能控制系统 智能控制的概念主要是针对控制对象及其环境、目标和任务的不确定性和复杂性而提出来的。一方面，由于实现大规模复杂系统控制的要求，另一方面也是由于现代计算机技术、人工智能和微电子学等学科的高速发展，使控制的技术工具发生了革命性的变化。智能控制就是将人工智能与控制理

35、论结合起来，完成一定的控制功能。主要是应用专家系统、模糊逻辑及神经网络理论来实现自学习或自组织控制。因而，实现智能控制有三条较有效的途径，即基于专家系统的专家控制、基于模糊集合理论的模糊控制、基于人工神经网络的神经控制。 专家系统是一个具有大量专门知识的智能程序，它应用人工智能技术，根据一个或多个人类专家提供的特殊领域知识进行推理，模拟人类专家作出决定的过程，它解决那些需要专家解决的复杂问题，提供专家水平的解答。专家系统的工作方式是运用专家知识进行推理，它由知识获取、知识库、推理机、解释部分等部分组成。其中知识库用来存贮专家的经验、知识以及现有该领域的知识，其是否完善决定了该专家系统性能。知识

36、库中知识的更新与完善通过知识获取部分完成，这是专家系统的瓶颈这主要是由于完全理解专家的决策过程，并以合理的方式描述出来是十分困难的。 模糊控制是从行为上模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用控制方法，它适于解决因过程本身的不确定性、不精确性以及噪声而带来的困难。它的控制形式简单，易于实现，其控制效果取决于能否将控制经验归纳为一系列的语言控制规则。目前设计模糊控制器应用得最广泛的方法是基于模糊控制表的设计方法，这种方法把人们的控制经验归纳为用定性描述的一组条件语句，用模糊集理论将其定量化，使控制器能够模仿人的操作策略。系统的状态反馈和控制输出量被离散化成几个区段，应用控制规则，通过模糊推理，采用离

37、线计算的方法形成控制表，在线工作时进行查表操作。模糊控制的最大优点是不依赖于被控对象的精确数学模型，并且能够克服非线性因素的影响，对调节对象的参数不敏感，即具有强的鲁棒性。 神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。单个神经元的作用是实现输入到输出的一个非线性函数关系，它们之间广泛的连接组合就使得整个神经网络具有了复杂的非线性特性。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。神经元控制器具有结构简单，自学习、自组织能力强，可以调和动态和稳态性能之间的矛盾，对对象模型精度要求不高以及抗干扰能力强。基于神经网络控

38、制方案是一种非线性优化调节过程，无须系统的精确建模，鲁棒性强，能够在模型参数变化下具有高稳态精度，其快速性可达到极限状态。 无论何种形式，都是用解决非线性因素及参数变化的影响，从而满足高速、高精度定位和跟踪的要求。但是，每一种先进的智能控制技术都并非十分完美，各自有着自身的长处与不足，它们虽然能在某些方面某种程度上提高系统的性能，但往往会在系统设计或实现过程中又存在一些难以解决的问题。如何综合这些智能控制技术，使之能够体现出各自的优势而尽量避免各自的不足，目前已成为研究人员所关注的问题。 2 智能控制在电力系统中的应用 电力系统中分布着大量的自动控制和手动控制装置，如继电器、断路器、隔离开关等

39、。由这些相对简单的局部控制的协同作用构成整个电力系统复杂的实时控制。 2.1 继电保护 电力系统继电保护的运行问题一直没有得到很好的解决，主要表现在：后备保护整定时间过长；固定的保护定值无法适应系统的动态变化；保护的故障检测手段有限；故障判断和定位困难。专家系统在继电保护领域中应用已经有一段时间，但由于继电保护对时间的严格要求，使其应用受到了限制现有成果主要局限在那些对时间要求不太严格的场所，例如，继电保护整定、协调、高阻接地故障探测、故障定位、故障诊断等。 人工神经网络在继保领域的研究工作仅在电力系统故障诊断方面有一些应用，目前的趋势是将专家系统与人工神经元网络结合起来，充分利用ES的推理能

40、力和ANN的学习功能，建造神经网络专家系统5。 Agent较适合解决空间分布的、需要并行协作的、具有不确定性的问题，可以作为快速、可靠的分布问题的求解单元。在继电保护领域，保护的智能化、不同分区的保护之间的配合、同一设备不同原理的保护之间的配合、同一保护不同环节之间的配合、保护定值的实时调整、保护方案的在线配置、异常状态下的应急动作等问题，都可以利用Agent实现6。在基于MAS的保护系统中，利用Agent之间的协作可以提高保护动作的可靠性；多种原理的保护之间的协调和综合可以提高保护系统的容错能力，防止保护拒动或误动；通过协调整定，可以降低保护动作门槛，从而加快保护的动作速度；通过不同地点之间

41、的保护的信息交互和协作，可以缩短后备保护动作时间，从而提高远后备保护性能。与常规保护相比，基于MAS的保护系统在保护的配合和整体性能上更具适应性、灵活性、可靠性和容错能力。 2.2 无功电压控制 作为电力系统自动化的一个重要组成部分，电力系统无功电压控制具有电力系统控制所固有的复杂性、非线性、不精确性及实时性强等特性，其中有些方面难以用传统的数学模型和常规的控制方法来描述和实现。人工智能技术由于具有传统方法所不具备的智能特性，因而在无功电压控制中得到了广泛的关注，并取得了大量的研究成果7-8。 专家系统在无功电压控制中的典型应用是将已有无功电压控制的经验或知识用规则表示出来，形成专家系统的知识

42、库，进而根据上述的规则由无功电压实时变化值求取电压调节的控制手段。 神经网络用于电压无功控制的决策，输入包括通过主变压器的有功、无功，高压侧和低压侧的实时电压等，输出包括并联电容器开关状态和主变压器分接头位置，训练样本为电站监控系统中与之相关的历史数据。该方法已在电站中实际应用，应用结果表明能够较好地实现电压和功率因数的控制，并减少了电容器投切和主变压器分接头的调节次数。 电力系统实际运行中电压和无功控制并不是一成不变的，容许少量的越限这一情况，将电压限值模糊化，应用模糊线性规划方法，目标是确定维持电压所需增加的最少无功功率。该方法比通常的线性规划方法更具实用性。根据对故障点控制强的那些节点组

43、成一个无功电压局部控制域的要求，考虑到控制强与弱本身具有一定的模糊性，用隶属度来表征控制强弱，应用模糊数学聚类分析法进行紧急状态下无功电压局部控制。 电力系统中的电压控制器是按地域分散配置的，控制器之间的相互协调和协作是需要研究和解决的重要理论和实际问题。 基于MAS的控制系统在电力系统中已有一些应用。基于多Agent协调的二级电压控制，将Agent技术应用于电力系统电压控制,把发电机自动电压调节器(AVR)、静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)等无功电压设备的控制器作为Agent，各Agent一方面根据自身的环境信息(如电压、有功、无功等)自主完成其特定的调压任务，另一

44、方面可接受其他Agent的调压任务请求和反馈任务执行信息，整个多Agent系统共同的目标是维持区域内的电压水平。该方案较好地解决了二级电压调节的分散协调控制问题。 2.3 切负荷 是另一种离散控制。系统元件的突然丢失(如发电机因故障突然停机)，会造成系统容量的急剧变化。当负荷超出系统供应容量，就必须降低负荷以避免大范围的供电中断。这时，需通过对负荷需求和系统行为的分析和启发式知识来控制继电器及时动作。如果将故障后系统的暂态稳定问题用故障后系统微分方程的解来描述，则故障与暂态稳定之间存在着某种数学映射。ANN具有对函数映射的逼近功能和并行处理能力，因而用ANN进行电力系统的切负荷控制有着良好的适

45、应性和实用性。对输入特征量的选取和获得足以描述函数映射的样本，是用神经网络进行切负荷控制的关键问题。 2.4 励磁控制 励磁控制是控制发电机端电压和无功功率的重要组成部分，是重要的实时连续控制系统，对维持电力系统稳定性起主要作用，完成该功能的部分又称为电力系统稳定器(PSS)。由于大容量机组的投入和快速励磁系统的应用，系统的动态稳定性问题愈来愈突出，如将模糊集理论用于励磁控制系统，较传统基于线性系统理论的PSS有更好的控制效果。2.5 自动发电控制(AGC) 是互联电力系统运行中的集中化实时计算机控制功能，保持系统出力和系统负荷相匹配。通过控制互联系统之间的能源交换，实现机组(电厂)间的负荷经

46、济分配。由于工业负荷的高度变化性，采用常规的控制方法存在较大的局限，如采用kohonen自组织神经网络进行可控信号的模式识别针对长期扰动响应，可有效地提高了AGC控制质量。 2.6 系统恢复 故障后的系统恢复是个有次序的协调过程，即在最短时间内将断开的系统重新配置，平稳地恢复供电，不恰当的恢复顺序可能会引起新的事故。正确的恢复动作关键在于恢复次序的选择，应用启发式搜索则可以有效地减少搜索空间。智能化的恢复技术是电力系统中的重要研究方向之一，如综合智能式恢复专家系统结合了启发式搜索(遗传算法)和模糊集理论，作了有益的探索。 3 结论 智能技术被广泛地应用于求解非线性问题，与传统方法相比有不可替代

47、的优势。目前国内外已开发了多种人工智能工具，包括专家系统(ES)、人工神经网络(ANN)、模糊集(FS)和启发式搜索(HS)等。电力系统是由发电设备、变压器、输配电线路和用电设备等很多单元组成的复杂的非线性动态系统，智能技术在继电保护、无功电压控制、切负荷、励磁控制、自动发电控制和系统恢复等方面具有广阔的应用空间。 无功功率和电压的关系?有功功率和频率的关系?变压器差动保护.应该分三次问.1、电机需要无功功率建立和维持旋转磁场、变压器也需要无功功率来维持一次线圈产生磁场，因此电网无功不够所以就要消耗电网电压。2、（1）主变压器及其套管引出线发生短路故障。（2）保护二次线发生故障。（3）电流互感

48、器短路或开路。（4）主变压器内部故障3、电流在小于等于额定电流的情况下，不用制动特性。要是超过拐点就需要了。拐点之前主要也是防止在发电机并网前发电机故障，提高灵敏度电压与无功功率的重要作用摘 要 针对电网的特点，浅谈电力系统电压和无功功率的重要作用及几种控制技术的应用。 关键词电压质量 无功功率 减少损耗 前言新兴县位于广东省中部偏西、珠江三角洲西北端、云浮市东南部的山区县。全县面积1520.7平方公里。县内有110KV电站3座、35KV电站7座。小火电装机容量为12.7MW、小水电装机容量约为30MW。由于历史原因县网特点是：电网结构不合理、供电可靠性不高；输电线路分支多且长、残旧、多小水电

49、没有装设继电保护装置上网。因此每年电网就会出现这样的情况：枯水期时，电网电压过低；丰水期时，电网电压过高，带有小水电的边远山区有时会出现烧坏电器的现象。针对这些现象我对保证电压质量、提高经济效益、减少电网损耗有一些看法。1、电压与无功功率的重要作用电力系统的经济、安全、稳定运行，与控制电压技术及调节无功功率分不开的。电压是电能质量的重要标志。供给用户的电压与额定电压值的偏移不超过规定的数值，是电力系统运行调整的基本任务之一。各种用电设备是按照额定电压来设计制造的，只有在额定电压下运行才能取得最佳的工作效率。电压质量对电力系统本身有影响。当电压过高时：会对负荷的运行带来不良影响；影响产品的质量和

50、产量，损坏设备；各种电气设备绝缘会损坏，在超高压输电线路中还将增加电晕损耗；甚至会引起电力系统电压崩溃，造成大面积停电。电压降低时：会使电网中的有功功率损耗和能量损耗增加，过低还会危及电力系统运行的稳定性。无论是作为负荷用电设备还是电力系统本身，都要求能在一定的额定电压水平下工作。从技术和经济上综合考虑，规定各类用户的允许电压偏移是完全必要的。我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：35KV及以上电压供电的负荷 510KV及以下电压供电的负荷 7低压照明负荷 5 10农村电网（正常） 7.5 10 （事故） 10 15电力系统中无功功率平衡是保证电力系统电压质量的基本前提。对于运行中的

51、所有设备，要求系统无功功率电源所发出的无功功率(QG)与无功功率负荷(QD)及无功功率损耗(QL)相平衡，即QG=QD+QL而无功功率电源在电力系统中的合理分布是充分利用无功电源、改善电压质量和减少网络有功损耗的重要条件。无功功率的产生基本上是不消耗能源的，但无功功率沿输电线路上传送却要引起无功功率的损耗和电压的损耗。无功功率电源的最优控制目的在于控制各无功电源之间的分配，合理的配置无功功率补偿设备和容量以改变电力网络中的无功功率分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善负荷用户的电压质量。2、电力系统的无功功率电源有：2.1、同步发电机同步发电机目前是电力系统唯一的有功功率电源，

52、它又是基本的无功功率电源。它只有在额定电压、额定电流、额定功率因数下运行时，视在功率才能到达额定值，发电机容量才能得到最充分的利用。当电力系统中有一定备用有功电源时，可以将离负荷中心近的发电机低于额定功率因数运行，适当降低有功功率输出而多发一些无功功率，这样有利于提高电力系统电压水平。2.2、同步调相机及同步电动机同步调相机是特殊运行状态下的同步电动机，可视为不带有功负荷的同步发电机或是不带机械负荷的同步电动机。因此充分利用用户所拥有的同步电动机的作用，使其过激运行，对提高电力系统的电压水平也是有利的。2.3、静电电容器静电电容器从电力系统吸收容性的无功功率，也就是说可以向电力系统提供感性的无

53、功功率，因此可视为无功功率电源。电容器的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，并且可以分相补偿，随时投入、切除部分或全部电容器组，运行灵活。电容器的有功损耗小（约占额定容量的0.30.5），投资也节省。2.4、静止无功功率补偿器静止无功功率补偿器是一种发展很快的无功功率补偿装置。它可以根据负荷的变化，自动调整所吸收的电流，使端电压维持不变，并能快速、平滑的调节无功功率的大小和方向，以满足动态无功功率补偿要求，尤其对冲击性适应性较好。与同步调相机相比较，运行维护简单，功率损耗较小，能够做到分相补偿以适应不平衡的负荷变化。其缺点是最大无功补偿量正比于端电压的平方，在电压很低时，无功补偿量将大大

54、降低。3、电力系统电压控制的方式在电力系统无功功率平衡中，为了保证系统有较高的电压水平，必须要有充足的无功功率电源。但是要使所有用户处的电压质量都符合要求，还必须采用各种调压控制手段。3.1、发电机控制调压控制发电机的励磁电流，可以改变发电机的端电压。发电机允许在端电压偏移额定值不超过5%的范围内运行。对于由发电机直接供电的小系统，供电线路不长，输电线路上的电压损耗不大时，可以采用发电机直接控制电压方式，以满足负荷电压要求。它不需要增加额外的设备，因此是最经济合理的控制电压措施，应优先考虑。但是输电线路较长、多电压等级的网络并且有地方负荷的情况下，仅仅依靠发电机控制调压已不能满足负荷电压质量的

55、要求，且在大型电力系统中仅仅作为一种辅助性的控制措施。3.2、控制变压器变比调压一般电力变压器都有可以控制调整的分接抽头，调整分接抽头的位置可以控制变压器的变比。在高压电网中，各个节点的电压与无功功率的分布有着密切的关系，通过控制变压器变化来改变负荷节点电压，实质上是改变了无功功率的分布。变压器本身并不是无功功率电源，因此，从整个电力系统来看，控制变压器变比调压是以全电力系统无功功率电源充足为基本条件的，当电力系统无功功率电源不足时，仅仅依靠改变变压器变比是不能到达控制电压效果的。3.3、利用无功功率补偿设备调压并联补偿设备有调相机、静止补偿器、电容器，它们的作用都是在重负荷时发出感性无功功率

56、，补偿负荷的需要，减少由于输送这些感性无功功率而在输电线路上产生的电压降落，提高负荷端的输出电压3.4、利用串联电容器控制调压一般用于供电电压为35KV或10KV、负荷波动大而频繁、功率因数又很低的输配电线路。它是在输电线路上串联接入电容器，利用电容器上容抗补偿输电线路中的感抗，使电压损耗后的分量减少，从而提高输电线路末端的电压。如图：无功功率负荷增大时所抬高的末端电压将增大，无功功率负荷减小时所抬高的末端电压将减小。而无功功率负荷增大将导致末端电压下降，此时也正是需要升高末端电压。但是对于负荷功率因数高或者输电线路导线截面小的线路，线路电抗对电压损耗影响较小，故串联电容补偿控制调压效果小。因

57、此利用串联电容补偿调压一般用于供电电压为35KV或10KV，负荷波动大而频繁，功率因数又很低的输配电线路。4、结束语适当利用好调压控制手段，不仅能对维持电力系统及负荷地区的电压水平有利，达到相应的无功功率平衡外，还能避免无功功率在电网中的大量传输，减少损耗。第五章 供配电系统的无功补偿和电压调整VAR compensation and voltage adjustment of power supply and distribution system5-1 供配电系统的电压偏移与无功平衡Voltage deviation and VAR balance of power supply and distribution system一、 电压偏移影响 influence of v