对电压稳定情况的分析

雷鹏

摘 要：电压稳定对于保障电力系统的安全运行至关重要，电压崩溃造成的事故屡见不鲜。基于此，文章根据目前的电力系统运行方式，根据负荷的有功裕度以及无功裕度，对电压稳定性进行了深入研究。

关键词：电力系统；电压稳定；有功裕度；无功裕度

引言

随着电力系统的不断发展以及改造升级，电压稳定性的重要性越来越突出，电压崩溃将会造成巨大的经济损失。因此需要对电压稳定性进行研究，以保证经济和社会的正常运转。目前世界上关于电压稳定的研究方法中，比较受关注的是负荷裕度研究方法，通过不断的增加负荷以及输送功率来研究电压的崩溃点。

本文正是基于负荷裕度方法对电压的稳定性能进行了测试研究，研究结果为电压对于电压稳定的判别和在线控制都具有借鉴意义。

1 电压崩溃点的计算

1.1 直接法。直接对方程组的解进行求解，获得临界点的特征值。用非线性方程将临界点的值进行表述，在将静态电压临界点用非零左或者右的形式进行表述。这种方法对于初始值较为敏感，当初始值较为合理时，计算速度较快，否则求得的值可能是错误的。同时，随着方程的维数不断增高，计算的精度以及速度可能会不太理想。此种方法，仍然需要更多的研究。

1.2 非线性规划法。能够用于求取静态电压的临界点，将临界点问题转换为负荷的优化问题，通过非线性规划方法求解指定的最大负荷裕度。其中较为重要的是对约束条件的确定。

2 基于π型电路的参数辨识

建立简单的电路模型，有助于分析电压的稳定性问题，所以由局部负荷等效的简单电路如图1所示。

通过对实际问题进行分析表明，支路的充电功率在35kv以下的电网中比较小，可以看作是无功负荷。但是在110kv以上的电网中，无功功率在电容中产生的有可能大于在电抗中产生的，这时的支路可以等同于一个无功电源。无功功率的改变也极大的受到了无功补偿装置的影响。所以简单的支路模型不能够反映支路的特性，采用下面的模型进行研究。

3 负荷功率极限计算

根据上图，可以得到受端功率的表达式为：

研究3图可以发现，在电路受端的无功功率越大，对于传输的有功功率来说则会越小，而受端电压的大小对功率传输影响也较大。故本文的研究思路是，分别考虑有功负荷以及无功负荷对传输的功率极限的影响。

3.1 有功功率的极大值

3.2 无功功率极大值

下图分别给出了在不同的有功功率下的P-Q曲线，和在不同有功负荷下无功对应的临界电压曲线。

在Pr=0时，Vr能够，在0-VS之间变化，无功功率最大，临界电压则为最小；当Pr>0随着Pr的增大，无功功率随之减小，临界电压随之升高。从上面的结论可以得到，求取无功的极大值时，为了保障结果准确性，一定要考虑有功影响。

4 结束语

根据无功功率以及有功功率极限的方法，运用代数运算求取负荷功率极限，运算速度较快。在考虑当前有以及无功负荷传输极限，使得计算的结果更加准确。