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电厂自动电压控制策略及影响因素
摘 要： 从应用角度分析了电厂电压自动化需采取的主要控制策略。同时详细分析了影响电压自动化控制过程的各种因素。该策略对实现电厂电压的自动化控制并使电网降损增效具有重要的实际意义，介绍发电厂自动电压控制系统的原理及控制策略，同时对影响控制的各种因素进行
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摘　要：从应用角度分析了电厂电压自动化需采取的主要控制策略。同时详细分析了影响电压自动化控制过程的各种因素。该策略对实现电厂电压的自动化控制并使电网降损增效具有重要的实际意义，介绍发电厂自动电压控制系统的原理及控制策略，同时对影响控制的各种因素进行了分析在实际运行中达到较好的效果。 论文代写 http://www.lw54.com
关键词：电厂自动化 电压控制策略　　无功功率　　影响因素 　　为了提高电厂的自动化水平，实现对电网优质，经济和安全等多目标的协调控制，如何实现系统中无功功率率及电压自动控制成为一项意义重大的研究课题，电网无功优化运行的目标是在确保全网电压合格的同时将全网线损降至最小。目前，发电机无功功率、高压母线电压(500／220kV)主要由各电厂值班人员根据系统调度的要求人工调节。本文就如何按电网无功优化运行的目标的要求实现电厂电压无功调度自动化作简要论述。　　1.控制方法　　根据系统给定的发电厂高压母线电压曲线及机组的运行状态，计算出需注入高压母线的无功总量，然后按即定的策略将无功量合理分配给各机组，最后计算出机端电压设定值，利用发电厂自动电压控制系统调整机组无功出力或机端电压，使高压母线电压达到系统给定值。在计算过程中应充分考虑机组各种约束条件。电厂自动电压控制系统图见图1，图中的“系统给定电压”为中调主站电压自动控制系统(AVC)发出的给该发电厂高压母线电压目标值。 毕业论文网 http://www.lw54.com 　　图1发电厂自动电压控制系统图　　U-发电机机端电压；Q一发电机输出无功功率；U0一通过计　　算得出机端电压设定值；△U无功控制环输出的电压增量　　2.控制策略　　通常，发电机经升压变压器连接到母线上(即按单元接线方式接人系统)，其无功功率输出大小和裕度可由机端电参数得以检测。在考虑机端电压是否合适，发电机的功角是否有一定裕度等因素基础上，发电厂内各发电机组问的无功功率大体上按功率因数相近的原则分配。运行经验表明，自动控制发电厂无功功率，应保证每台机组机端电压合格且每台机组有相似的调整裕度，这就要求在不同的机组运行情况下采用不同的控制策略，笔者推荐如下策略：　　(1)当高压母线电压低于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机增加无功功率，其大小应根据各控制发电机的无功裕量进行分配。　　(2)高压母线电压高于系统给定目标值时的控制策略此时要求各控制发电机减少无功功率，其减少值也应根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。　　(3)某个控制发电机k发出的无功功率已经达到　　极限(上、下限)时的控制策略计算时需排除无功功段使机组尽可能预留更多的无功备用容量，以便非典型时段(负荷爬升时段)发电机作为调节设备，但不应造成机组进相运(可设置机组最低无功率越限的控制发电机，控制发电机的无功功率大小.这样，无功功率已达到上限或下限的发电机收到限制无功出力的信号后，即停止该发电机的无功功率调整，发电机无功功率就限制在策略制定的极限范围内。各台机组经升压变连接到高压母线上，其无功功输出的大小和裕度可由机端电参数反映。因此。当母线电压越下限时(低于目标电压)，应选择机端电压最低的一台机组作为控制机组。当母线电压超越上限时(高于目标电压)，则应选择机端电压最高的一台机组作为控制机组母线电压每越限0．005(标幺值)为一档，若母线电压越限超过5档，则一律限制为5档。控制机组的机端电压相应的向上或向下的调整量为越限档位乘以0．001(标幺值)。采取如上限制措施后，每次对机端电压的调整量最多不超过0．005(标幺值)，既确保母线电压有所改善，又避免调整后的电压偏离原运行点太远。 思想汇报 http://www.lw54.com/sixianghuibao/ 　　3.控制中应考虑的因素　　应充分考虑发电机的各种极限指标和约束条件，以保证发电机在允许的参数下安全、稳定运行。按照就地设置的高压母线目标值或远方发来的电压目标值，控制各台机组的无功功率或电压调整量，使高压母线电压达到控制目标区域以内。首先，要根据负荷的变化情况确定是否需要进行控制，即实行逆调压。初期通过专家经验来确定典型时段。按照昨13负荷的变化率来确定今日的典型时段(以小时为单位)，基本上分为4个时段。另外也可考虑使用超短期负荷预测，依1-2 h后的负荷情况来确定典型时段。在典型时刻的负荷爬升时段，应首先考虑调用电容器组，在负荷下降时段应退出低压电容器(投人电抗器)组。其主要目的是：在高峰或负荷爬升时时段或负荷下降时段，若机组无功低于最低无功值(可通过界面设置)，则应优先退出500 kV／220 kV电网运行的电容器组。　　3．1励磁调节器电压调差特性　　在发电机自动励磁调节器的测量比较单元中，一般设有改变发电机电压调节特性的环节，它用于保证并列运行的各发电机组按其容量向系统提供无功功率，实现无功功率在各机组间稳定合理分配，同时保证发电机在投人和退出运行时，平稳地转移无功负荷，避免发生无功功率冲击。发电机的外特性按调差系数(§)的不同可分为3种，如图2所示，§ &0的调差系数称正调差系数，其外特性下倾，即发电机的端电压随无功电流增加而下降；§ =O的外特性称无差特性，这种情况下端电压不受无功电流影响，电压恒定；§ 电压恒定；§的调差系数称负调差系数，其特性上翘，发电机端电压随无功电流的增大而上升。 论文网 http://www.lw54.com
总结大全 http://www.lw54.com/html/zongjie/ 　　图2发电机的调差特性　　在不同的电网运行条件下，发电机应采用不同的调差特性，不同的调差系数可以通过调节特性曲线获得。　　通常，大型发电机一升压变压器以单元接线的方式连接到高压母线上，各个发电机单元在母线上并联运行，此时应将发电机整定为负调差特性，即§<O，发电机对其端电压的调节特性是向上倾斜的，负调差系数主要用于补偿升压变压器上的压降，在补偿发电机无功电流在变压器漏抗上产生压降后，使发电机端电压随无功电流的增大反而上升，对高压母线电压的调节特性不致于下倾。这样对高压母线电压而言，具有正的调差特性，它起到保证在高压母线上机组间无功功率的稳定分配。
开题报告 http://www.lw54.com/html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 　　3．2 自动电压控制系统(AVC)电压死区　　当系统给定电压值与当前母线电压值小于时，AVE停止无功功率分配，以避免频繁变化电压值。即为系统调压死区。　　3．3量测偏差　　控制系统的各测量环节的测量误如果过大，可能影响控制效果，严重时，引起机端电压越限。　　3．4约束条件　　考虑机端电压的约束条件，发电机机端电压限制对无功功率输出同样有影响。由于设备绝缘要求，发电机机端电压既不能高于最大允许值，也不能低于最小允许值。因为如果机端电压过低，可能会引起某些厂用异步电动机过电流而停转，从而影响机组运行；过低的机端电压也会引起发电机静态失稳。　　在优化与校正计算时，考虑了在对发电机进行控制时，根据厂 论文网 http://www.lw54.com
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------分隔线----------------------------导读：1.发电机励磁系统主要由励磁调节器，3.PSS的作用产生一个正阻尼以抵消励磁控制系统的负阻尼使低频振荡消失分为相位校，4.无刷励磁系统如何实现消除电刷的：主励磁机采用磁极静止，6.电力系统调度采用的安全分析方法是：预想事故分析，相角差为0过程：（1）发电机升速到接近同步转速（2）将励磁电流加到转子中（3）把，8.什么是发电机的强励作用？强励作用对电力系统运行有什么影响？对强励作用有什么要，作用1.发电机励磁系统主要由励磁调节器，励磁功率单元组成，前者按来源可分为自励、他励，自并励三种形式，后者正常运行时能够自动跟踪频率的变化自动改变有功功率。 2.发电机调差特性一共分为3种，分别是无差调节，正调差调节，负调差调节，多台发电机并列运行时，发电机一般采用正调差调节。 3.PSS的作用产生一个正阻尼以抵消励磁控制系统的负阻尼
使低频振荡消失 分为相位校正环节和信号复归环节 4.无刷励磁系统如何实现消除电刷的：主励磁机采用磁极静止，电枢旋转的结构。 5.电网频率：调节频率等同于调节发电机组的转速。 6.电力系统调度采用的安全分析方法是：预想事故分析。 7试简述发电机自动准同期的理想条件，并简述发电机自动准同期的过程。
并列断路器两侧电源电压三个状态量相等，即频率相等，电压幅值相等，相角差为0
过程：（1）发电机升速到接近同步转速（2）将励磁电流加到转子中（3）把发电机投入系统（4）同步运行 8.什么是发电机的强励作用？强励作用对电力系统运行有什么影响？对强励作用有什么要求？ 作用：电力系统发生故障时，系统母线电压极度降低，系统无功缺额很大，需在极短时间补足无功缺额，以使系统迅速恢复正常。影响：(1)有助于继电保护的正确动作(2)有助于电动机的自启动、(3)提高系统的稳定性要求：（1）励磁机的响应速度要快，励磁机的时间常数小。（2）发电机的转子磁场的建立速度要快。 9.是作图简述励磁系统对电力系统静态稳定性和暂态稳定性的影响。 静态：调节励磁系统使得E’为常数，从而有效提高系统的静态稳定极限。 暂态：使得发电机内电动势上升而增加电功率输出，提高功率极限，从而减少加速面积，增加减速面积，提高暂态稳定性。 10.试解释什么是低周减载装置的特殊级（附加级），为什么需要该级，该级的动作频率如何整定？
自动低频减负荷装置分为两组，基本轮和特殊轮，基本轮为快速动作，用以抑制频率下降，特殊轮则为在基本轮动作后，用以恢复系统频率到可以操作的较高数值。在第i轮动作后系统频率稳定，在低于恢复频率的低限，但是又不足以使i+1轮减负荷装置动作。启动频率不低于前面基本轮的启动频率，动作时限为系统时间常数的2-3倍，最小工作时间为10-20S 11.自动发电量控制（AGC）系统的任务是什么？
（1）维持系统频率为额定值，在正常稳态情况下，频率偏差在0.05-0.2HZ内（2）控制地区电网间联络线交换功率与计划值相等，实现各地区有功就地平衡（3）安全运行前提下，所管辖系统范围内，机组间负荷实现经济分配。 12.EMS包涵哪几类软件？数据采集及监控（SCADA），自动发电控制（AZC），经济调度控制（EDC）,电力系统状态估计，安全分析，调度员模拟培训系统（DTS）. 13.作图简述发电机转子回路的灭磁问题及快速灭磁原理（以直流励磁机系统为例） 如何在很短时间内使发电机转子磁场内部存储的大量能量迅速消失，而不至于在发电机内部产生危险的过电压，这就是转子灭磁问题。 灭磁过程中，转子绕组端电压可以被控制，R越大，转子绕组端电压衰减越快，灭磁过程越快，但转子绕组端电压越大。R越小，转子绕组绕组端电压也就越小，但转子绕组端电压衰减越慢，灭磁过程也越慢。 14.
电力系统的运行状态，相互之间的关系？1）
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正常状态下稳定储备减少，稳定裕量不足就进入了警戒状态，此时如果进行正确的预防性控制，可回到正常状态，否则，当不等式约束遭到破坏后就进入了紧急状态，此时实施紧急控制可是系统恢复警戒状态或正常运行状态，否则，持续运行下去，造成解裂切负荷等后果，系统就崩溃，崩溃之后，正常情况下会进入重新并列、恢复对用户供电的恢复状态，如果这步进行正确，则系统恢复到正常状态。需要指出的是，警戒状态和紧急状态下，可以使系统运行状态反向回到正常状态或者上一个状态，进入崩溃之后，就只能通过恢复状态进入正常状态。 1．自动准同期装置的功能包括：调整待并发电机电压频率，幅值，初相角。 不包括 调整发变组变压器的分接头。 2.同步发电机准同期并列操作的理想条件是：待并发电机端电压的频率、幅值和相位等于同期点处系统电压幅值。 3.自动准同期装置中当频率差值非常接近于零时：此时应保持当前状况不变，等待合闸时机 4.直流励磁系统不能用在100MW以上发电机组上，为什么？直流励磁系统容量不够。 5.自励式和他励式励磁机系统的区别是：他励式有副励磁机 6.电压响应比是下列哪个工作过程的重要指标：强励过程。 7.无刷励磁系统是如何实现消除电刷的？主励磁机采用磁极静止、电枢旋转的结构。 8.两台并联运行的机组之间无功功率的增量按下列哪个规律分配？与机组的无功特性调差系数呈反比。 10. 具有自并励磁系统的同步发电机灭磁方法是？利用可控硅整流桥的逆变方式来灭磁。 12.励磁系统有哪些种类，及优缺点。 直流励磁机运行维护繁杂，反应速度慢，但工作可靠性高；交流励磁机系统机组容量增大，机械整流困难，大功率半导体技术成熟；静止励磁系统简便，可靠性高，获得较快的励磁电压响应速度，由发电机提供励磁能量，在机组甩负荷时过电压低。 13.低频对电力系统危害。
系统频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成系统崩溃的结果。1对汽轮机的影响，导致汽轮机的叶片产生裂纹，甚至出现断裂。2发生频率崩溃现象，频率降低，导致火电厂厂用机械出力降低，则锅炉出力也随着降低，发电厂出力也降低，最终又导致了频率降低的重复过程。3发生电压崩溃现象，频率降低使得发电机转速下降，电动势下降，加剧无功不足，电压水平下降。 14．低频减载装置 当电力系统因事故出现严重的有功功率缺额时，其频率将随之急剧下降，其下降值与功率缺额有关，频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成系统崩溃的严重后果，自动低频减载装置是防止发生上述事故的重要对策之一。当频率下降时，采用迅速切除不重要负荷的方法来制止频率下降以保证电力系统安全，防止事故扩大。
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0引言电力系统无功电压控制和管理是提高电能质量、降低网损以及保证电网安全经济运行的重要内容,同时也是研究者和运行人员重点关注的对象[1-2]。电压是衡量电能质量的重要指标之一,电网电压水平取决于电力系统无功功率的平衡,当系统中无功电源和无功负荷的平衡关系被打破时,将会引起电网电压波动,网络损耗增加。因此电网的无功电压控制既影响着电网的电压质量,又关系到电网的经济运行[3-5]。合理的规划和控制无功电源是保证电力系统安全经济运行的重要措施。同步发电机是电力系统中的唯一的有功电源,同时也是主要的无功电源,具有无功调节范围大、快速自动连续无功调节、无功调节品质好、无需附加投资等特点,对电网的电压水平具有重要的影响[6-7]。同步发电机励磁系统调差系数的大小是描述同步发电机无功电压调节特性的重要参数,其值大小不仅对发电机的无功和电压具有重要影响,而且间接影响到电网的电压水平和电网的网损[8-10]。因此有必要对其进行优化整定。目前电网企...&
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电压是电能质量的重要指标。合格的电压质量是电力系统安全运行的前提。发电机是电力系统中重要的无功源,其电压支撑能力对电网电压水平具有重要影响。励磁控制系统作为同步发电机的重要组成部分在维持机端电压恒定、保证机组间无功负荷合理分配中起着至关重要的作用,其电压无功调节能力决定着发电机机端电压水平。因此励磁系统参数的优化整定对提高发电机的效能及电网电压水平具有重要的意义。1励磁系统调差系数的概念发电机电压调差是指发电机带负荷时机端电压的自然下降,发电机电压调差率则是发电机带额定负荷时的机端电压自然下降的百分率。发电机有功电流变化对发电机端电压影响很小,而且励磁调节只影响无功电流,所以发电机电压调差率的定义是发电机功率因数为零、无功从零变化到额定无功时机端电压的变化率。自然调差率又称静差率,对于有差调节的励磁系统,发电机负荷从空载到额定变化时,需要有一定的端电压偏差来保证所需的励磁增量,端电压偏差的百分值即自然调差率,近似为励磁系统稳态增...&
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0引言电力系统无功电压控制是保证电网安全经济运行的重要内容,发电机是电网中的重要无功电源,在电网无功优化中充分发挥发电机的无功调节能力,提高发电机对地区电网的电压支撑能力,改善电网无功分布,对减小电网有功损耗、提高电网电压水平有着重要作用[1]。当负荷变化时,发电机能进行快速自动连续无功调节,其励磁系统调差系数决定了发电机无功电压调节特性。发电机无功调节具有无功调节范围大、无需附加投资的特点。合理整定发电机励磁系统调差系数,可以提高电网电压水平,降低网损,对地区电网无功优化配置具有重要意义。近年来,面对绿色低碳和节能减排的要求,可再生能源发电得到迅速发展。目前除水电以外的可再生能源发电量超过全部发电量的2%[2-4],且与常规火电相比,以风电、太阳能光伏发电等为主的可再生能源发电具有较强的随机性和间歇性。伴随着大规模风电场/风电场群集中接入电网、分布式电源接入配电网等情况越来越普遍,对地区电网进行无功电压优化过程中,如何确定发电...&
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电压是电能质量的重要指标，维持正常的电压水平是电力系统安全经济运行的重要保障。电网电压水平与无功功率的平衡密切相关，当系统中无功电源与无功负荷平衡关系打破时，将会引起电压变化，严重时导致电压越限，影响系统的安全运行。合理调控无功电源是保证电压水平的重要措施。同步发电机作为电力系统中重要无功电源对电网电压水平具有重要的影响。励磁系统调差系数是描述同步发电机无功电压外特性的重要参数，其值大小不但对发电机电压和无功具有重要影响，也间接影响到电网电压水平。因此有必要对发电机励磁系统调差系数进行合理整定。本文建立了发电机节点模型,并且从提高电网电压水平角度出发，提出了发电机励磁系统调差系数优化整定策略。分析了发电机励磁系统调差系数对电网电压的影响，给出了发电机励磁系统调差系数分区整定原则，建立了以系统多运行方式下中枢点电压波动指标为最小的目标函数，电网潮流约束方程和发电机励磁系统调差系数为控制变量的优化模型，采用粒子群优化方法对其模型进行...&
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0引言电压是电能质量的重要指标,维持正常的电压水平是电力系统安全经济运行的重要保障。电网电压水平与无功功率平衡密切相关,当系统中无功电源与无功负荷平衡关系被打破时,将会引起电压变化,严重时导致电压越限,影响系统的安全运行[1-2]。合理调控无功电源是保证电压水平的重要措施。同步发电机作为电力系统中重要的无功电源,具有无功调节范围大、快速自动连续无功调节、无功调节品质好、无需附加投资等特点,对电网的电压水平具有重要的影响[3]。励磁系统调差系数是描述同步发电机无功电压外特性的参数,其值大小不但对发电机电压和无功功率具有重要影响,也间接影响到电网电压水平[4-6]。因此,有必要对励磁系统调差系数进行合理整定。目前,电力企业管理部门按照发电机励磁系统技术要求的国家标准,对发电机励磁系统调差系数的整定以保证发电厂内发电机安全运行且并列运行的发电机间无功功率合理分配为目标[7],并未考虑发电机励磁系统调差系数对电网电压的支撑作用。笔者曾对...&
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