如何调整电力系统的电压稳定？

在电力系统的用电负荷中,不同的电气设备其电压静态特性是不相同的,异步电动机电压静态特性是无功功率与电压的高次方成正比。异步电动机在电力系统中所占的比重最大,因而电力系统综合负荷的电压静态特性与异步电动机的电压静态特性相类似,即无功功率与电压的高次方成正比,同时异步电动机也是电力系统的主要无功负荷。

电力系统在运行中,无功电源不足,电压将下降,反之电压将上升,因此必须设法补充或吸收无功,维持电网的无功平衡和电压稳定。电力系统的无功补偿可以由同步发电机、同步调相机、静电电容器和静止补偿器等设备提供,但通常用同步发电机作为无功补偿是最经济的。

同步发电机是可逆的,既能作发电机工况运行,又可作电动机工况运行。在发电机工况下运行时,可减小励磁电流,使电流先于电压,向系统发出容性的无功功率,增加系统的无功出力。反之,可以吸收无功功率。在电动机工况下运行时,可以增大励磁电流,也可产生容性的无功功率,加大系统无功电源,反之可以吸收无功功率。维持系统无功平衡,保持电压稳定。

抽水蓄能机组本身就具有发电机和电动机两种运行工况,调节系统无功负荷十分便利,加上运行工况切换迅速可靠,很适于进行调相运行,补偿系统无功不足或增加无工负荷。(www.xing528.com)

广州抽水蓄能电站于1994年各台机组陆续投入商业运行以来,在电网中发挥了较大的稳定电压作用,对此,我国工程院院士罗绍基先生有较详细的介绍,他在《抽水蓄能电站的经济评价》一文中,列举了广蓄机组的调相运行情况。例如1995年1月12日3时,电网的电压515kV,3号机水泵工况运行,吸有功33万kW,吸无功5.0kvar,同一天12时电网电压515kV,3号机再次水泵工况运行,吸有功32.5kW,吸无功5.7万kvar。节假日电网负荷小,平衡无功稳定电压问题更突出。1995年整个春节期间电网电压均很高(1月31日8时10分达到540kV),广蓄机组无论是发电还是抽水均进相运行,而且进相深度很深。例如1月30日(农历年三十)14时50分,电网电压526kV,2号机组发电运转发有功25万kW,吸无功15.8万kvar。很多时间甚至不得不单独开机作调相(吸无功)运行,春节8天4台机组共调相运行84.38h,吸无功电量2074.1万kvar·h。例如2月4日4号机单独开机调相吸无功12.2万kvar,连续运行长达17.43h;2月6日1号机单独开机调相吸无功12.4万kvar,连续运行长达16.5h。由于机组是在压水下(在空气中)旋转,耗功1.2万～1.5万kW(目前已减小至0.8万～1万kW)。1995年春节每日机组调相情况见表3.2。

表3.2　1995年春节广蓄机组调相情况

注 本表摘自参考文献 [1]。