电力系统无功功率对电压的影响分析

在快速解耦潮流计算方法中，忽略了电压角度对节点注入无功功率的影响，以及电压幅值对节点注入有功功率的影响。由此可以看到，系统中无功的分布与电压之间存在着密切的关系。以电力线路为例，简单电力系统等效电路如图5-1所示。

图5-1　简单电力系统等效电路

线路电压降为

以末端电压为参考相量，有

式中，δ12——始端电压与末端电压之间的相角差。

考虑高压线路R≪X，因而上式可简化为

这说明输电线路上无功功率的大小和方向主要决定于始、末端电压的情况，一般线路始末端电压相角差δ12很小，可认为cosδ12≈1，故Q2表达式为(www.xing528.com)

线路上传输的无功功率与始、末端电压的差成正比，当负荷需要无功功率增大时，则必须提高始端电压或降低末端电压，但线路电压偏移不能超过允许范围。这时，只有对末端进行无功补偿才能满足负荷的需要。

电网中负荷从网络某点吸取无功功率的大小与网络的频率及该点的电压有关，当仅考虑电压时，电压变化对负荷吸取无功功率大小的变化特性，称为负荷的静态电压特性，即负荷的无功功率与端电压的关系。

系统中综合负荷的电压静态特性一般通过实测得到，如图5-2所示。

从图5-2中可以看到，负荷的无功功率是随电压降低而减小的。要维持负荷端的电压水平U0，必须向负荷提供所需要的无功功率Q0，当供应不足时，负荷端电压将被迫降至U1。当负荷增大时，无功负荷的电压静特性要平行上移，如图5-2中的虚线Q′LU()所示，这时结果供给的无功功率不变，Q0不变，那么负荷端电压也被迫降低至U′0。

图5-2　综合负荷的无功功率电压静特性

因此，为了保证电力系统的电压质量，网络中无功功率必须保持平衡。一旦无功功率不足，就会导致网络的电压水平降低。