河池关于静态电压稳定中有载调压河池变压器的作用与控制

　　近年来，系统电压稳定问题成为研究的热点，而且其中的主要精力都集中在以代数方程描述的静态电压稳定方面。其原因是由于系统电压稳定性的自身特点：电压失稳过程的时间跨度比较长而且失稳的原因经常是由于负荷超预计的缓慢长或系统传输功率转移所致在静态电压稳定问题中，制订系统中相关电器元件（如有载调压河池变压器、静止无功补偿装置等）的运行与控制导则在工程上具有重要意义系统经历扰动后的负荷恢复过程是影响系统电压稳定的重要因素，而有载调压河池变压器（OLTC）作为系统中的重要调压元件，在系统电压动态过程中的低电压动作导致负荷功率的恢复如果扰动后系统本来己经非常脆弱，那末OLTC动作的后果是对系统的电压失稳起了推波助澜的作用本文部分讨论OLTC在系统静态电压稳定中的作用机理，第二部分讨论与电压稳定有关的OLTC的运行与控制原则。

　　OLTC在静态电压稳定过程中的作用机理在静态电压稳定的研究中，系统的极限负载能力是重要指标，因为静态电压稳定问题分析中关键就是确定在系统经历扰动后是否有合理的运行点（稳定平衡点）存在，而系统的极限负载能力可以为判别稳定平衡点的存在性提供依据。可以说所有的静态电压稳定问题的研究方法本质上都与系统的极限负载能力的确定有关。本文结合系统的极限负载能力，在简单系统的基础上讨论OLTC在静态电压稳定中的作用，为使叙述严格首先引入静态电压稳定分析中的电压崩溃边界曲面的概念静态电压稳定不同于一般意义下的稳定的重要特征就是，系统的数学模型不是由一组常微分方程给出的，而是基于系统潮流计算的代数方程系统的电压崩溃边界曲面是由系统潮流计算的acobi矩阵的行列式为零得到的代数方程在系统的参数空间确定的几何图形所谓系统的参数空间简而言之就是在系统的潮流计算中的扰动变量（通常指系统的负荷节点功率）形成的直角坐标空间①本文，01年10月24日收到易得系统潮流计算的为E1niCPublif」f压下沉，闭闭锁芯LTC得到负荷功率的自Setbookmark3那末电压崩溃边界曲面上每一点所对应的系统参数是系统能够稳定运行的极限参数，在数学上这样一组参数对应于icobi矩阵发生奇异的参数。

　　一旦确定了系统在特定网络结构、参数及运行状态下的电压崩溃边界曲面，可以立即判断系统是否稳定。若系统参数位于电压崩溃边界曲面内部，则系统是静态稳定的运行点在电压崩溃边界曲面上时，系统处于临界稳定状态。一旦运行点越过电压崩溃边界曲面，则系统发生失稳系统运行点与电压崩溃边界曲面之间的小距离可以作为系统稳定裕度如果稳定裕度不符合安全要求，可以进一步分析系统的更优控制方向以达到有效的提高稳定裕度的目的对于大系统，参数空间电压崩溃边界曲面是难以直接求取的，这里我们利用所示简单系统电压崩溃边界曲面来讨论0LTC在静态电压稳定中的作用机理简单系统简单系统中的负荷采用恒阻抗模型。在研究负荷特性对系统的运行状态的影响时，通常的方法是在系统的潮流方程中计及负荷特性如果从单纯考虑系统的静态电压稳定性的角度出发，为了在系统的参数空间中得到直观的结果，我们对系统特性和负荷特性分别独立地加以考察。负荷消耗的功率表达式：其中V1V2为节点电压幅值，Y为输电线导纳，k为河池变压器的标准变比，Ri+Xi代表负荷的阻抗系acobi矩阵行列式为零得到系统参数的代数方程为：上式是系统参数空间中电压崩溃边界曲面的代数方程由此可见，在简单系统中河池变压器变比的变化对系统特性没有影响。

　　程会持续一段比较长的时间在这种情况下，在负荷功率完全恢复以前（或发生电压失稳）OLTC会经历大约几分钟的连续的动作过程在判明系统扰动后动态过程性质的前提下，负荷恢复过程中的这一段时间延迟，允许我们针对系统中的相关电器元件（特别是OLTC）采取一系列的校正控制措施，达到延迟或限制负荷功率恢复的目的，防止电压失稳的发生综合上述分析结果以及有关，下面对OLTC的控制措施提出一些建议3.1闭锁OLTC或限制OLTC可调抽头数目防止电压失稳系统经历扰动后OLTC的有载调压作用恢复负荷节点电压，进而导致在己经脆弱的系统中负荷功率的加这里有几种抑制负荷功率恢复的OLTC控制方式，有利于改善系统的电压稳定性，在系统大范围的电压波动过程中紧急闭锁OLTC的有载调压，将使负荷节点电压维持在比较低的水平，负荷功率不能完全恢复，有助于避免系统电压失稳并可以减少在用于防止电压失稳的电容器和其他静止无功补偿装置上的投资限制OLTC分接头的调节范围使之只够满足日常的区域性的电压波动在正常情况下，负荷的功率因数接近于1.0，将OLTC的升压抽头的调节范围限制在3%到6%己完全可以满足上述要求利用设计巧妙的OLTC紧急调压方案，在系统的电压动态波动过程中，当系统电压大幅度下沉时，使OLTC二次侧电压下降得比一次侧快（一次侧电压反映了系统的电压状况）比如，系统电压下沉到低于额定值96时，二次侧电压应为额定值的96如果系统的进一步下降，那么系统侧电压每下降1%，二次侧电压应下降2%事实上，这样的调压手段是在系统变得脆弱的情况下的减负荷措施上述的OLTC控制措施对电压稳定性改善的效果在实际运行中会受到一些因素的限制，这些因素主要来自负荷。

　　在对系统电压波动的响应过程中，闭锁OLTC或限制其可调抽头数目对系统电压稳定的贡献大小取决于负荷特性对于恒功率负荷（或者负荷功率对电压的变化不够敏感），如热力设备和制冷设备，即使电压处于比较低水平这类负荷仍消耗很大的功率通常我们关心的是这类负荷的自恢复速度系统经历扰动后，若负荷的自恢复速度非常快，则没有足够的时间来保障OLTC的上述在紧急情况下的控制措施的完成比如在夏季，空调和制冷设备占很大比重时，由于这类负荷的自恢复过程比较快，所以OLTC的紧急控制措施在电压稳定中的效果并不明显如果OLTC与负荷之间通过大阻抗相连（如长距离馈线电缆），那末在系统动态过程OLTC的紧急控制措施对负荷功率的恢复过程影响不大这些措施包括AeaeIal！量的并联无功补偿装置，而要在电压失稳过程中使iet为工业负荷供电的OLTC―般不采取上述控制措施原因是，工业负荷比重比较大的区域电压波动时负荷消耗的有功和无功功率基本维持不变工业负荷功率因数较低，在这样区域中有大系统得到大量的无功补偿，势必要将补偿装置的端电压维持在正常的范围内。所以为这类负荷供电的LTC在系统电压下沉时要尽快恢复负荷侧的电压，在两或三台OLTC以级联方式连接，而其中只有一台河池变压器采用上述的控制方式的情况下，对电压稳定的改善收效甚微级联方式运行的OLTC在系统的电压动态过程中会引起很多问题，因为在一般情况下，当所有级联运行的OLTC分接头都达到极限位置从而负荷节点电压开始下降时，系统的电压己经下沉到额定值的85%甚至更低对于级联的OLTC―种比较合理的运行方式是将其中的一台OLTC退出有载调压方式而采用手动调压，将其余的OLTC采用上述控制方式3.2延迟OLTC分接头的动作时间OLTC分接头在相邻的两个抽头之间动作的时间延迟是系统负荷功率恢复的重要因素，所以也是影响电压崩溃发生速度的重要因素。有两种典型的定时元件，其工作方式如下：反时特性的定时方式，在较大的电压偏移时带有5到15秒的时延，在较小的电压偏移时带有30到120秒的时延。

　　从有助于系统电压稳定的角度看，具有比较长的延迟时间的恒定时延控制方式比较好，因为在这种时延方式下，系统负荷功率的恢复速度比较慢虽然用户希望电压质量和负荷功率尽快恢复，但在（上接第3页）