摘要：随着社会经济的快速发展，我国电力事业的建设规模正在不断扩大。其中，在交直流输电系统当中直流换流器需要消耗掉较多的无功功率，这将严重影响到交直流系统的暂态电压稳定性。因此，有必要对交直流电力系统的暂态电压稳定性展开深入研究。基于此，文中从对暂态电压稳定性造成影响的因素出发提出了交直流系统中避免发生暂态电压失稳事故的预防措施。
关键词：交直流电力系统；暂态电压稳定性；影响因素；预防措施
暂态电压稳定性就是指电力系统经过较大的干扰产生冲击之后各个负荷节点的电压稳定性。站在时域仿真的角度，可以把暂态电压失稳事故分成两种：一种是耦合型电压失稳事故，另外一种是单纯型快速电压崩溃事故。当前，国内外并未对交直流电力系统暂态电压的稳定性作出充分的研究。基于此，文中针对影响暂态电压稳定性的因素提出了交直流系统当中暂态电压失稳事故的防范举措。
1.影响暂态电压稳定性的主要因素
1.1负荷特性
由于受到负荷母线电压持续下降的影响，负荷从系统当中所吸收的无功功率会对系统的区域无功平衡情况造成严重的影响，从而构建了一种电压下降的正反馈体系。另外，为了使输入和输出的有功功率达到平衡，动态负荷需对导纳的内在特性进行自动调整，这样会产生不同类型的动态特性，因此，极易引起电压失稳事故的出现。除此之外，感应电动机属于对暂态电压稳定性造成影响的主要因素。
1.2发电机组件以及其控制元件
随着发电机无功需求量的逐渐增多，发电机励磁也变得越来越多，促使发电机保持在强励状态，由于受到励磁绕组热容量的制约，经过一段时间之后如果发电机被强励返回，就会导致励磁骤然减少，从而会引起网络当中缺少较多的无功功率，最终造成暂态电压失稳[1]。
1.3静止无功补偿器与HVDC
静止无功补偿器的动态调节可以使系统的暂态电压稳定性得到提高，然而，如果静止无功补偿器的容量达到了一定的限制程度，就不再具有无功调节的能力。HVDC系统出现的严重故障会引起潮流产生大量的转移，只要出现了电压下降的情况，受端电网当中电动机负荷的无功需求就会不断的增加，与此同时，由固定电容器所提供的无功补偿逐渐变小，并且全网电压开始加速恶化，从而造成了暂态电压失稳。排除交流系统故障之后，直流功率的及时恢复有利于缓和交流系统中出现的功率不平衡的现象，然而，如果功率恢复过快就极易导致后期的换相失败，从而对交流系统暂态电压的稳定性造成了影响。此种特点在多馈入交直流电力系统中尤为突出。
2.增强暂态电压稳定性的有效对策
现阶段，预防发生暂态电压稳定事故所采取的有效对策主要包括加强重视无功备用、提高紧急情况下的无功应变能力和系统的功率传输能力、预防无功功率的远距离传输以及紧急切负荷等。基于此，提高暂态电压稳定性的控制措施具体体现如下：
（1）一旦发生紧急故障，发电机与励磁机所具备的超负荷能力有利于延缓电压崩溃。在此过程中运行人员对调度或者是削减负荷进行改变，此外，为了使发电机的输出能力得到提高，就必须提高发电机的机端电压水平。如果把控制发电机高压侧电压恒定设定为发电机自动调压器的控制目标，就会减少电源和负荷之间的电气距离，从而有利于提高交直流电力系统的暂态电压稳定性[2]。
（2）要把电压及区域无功管理和无功规划落实好。不仅需要使无功分层分区达到就近平衡，而且还应该保证具有充足的无功备用，尤其是发电机、调相机以及静止无功补偿器等快速无功备用。另外，还应当采取集中同分散相结合的预防控制措施，这样在必要的情况下能够自动短路并且联电容器组的部分串联电容器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，在高电压状态下进行运行能够降低系统的无功需求，从而让发电机运行不接近无功极限区域[3]。
（3）一般来讲，传统的直流输电控制器并不适用于紧急控制，却只适用于正常运行或者是小干扰的情况下，由此可见，应该在暂态过程中对直流控制器采取合理的控制方法及对策，从而有利于使其保持较好的鲁棒性，并且能够较快适应不同的故障地点与故障类型，降低逆变器在大扰动故障中产生的无功消耗，此外，在多馈入交直流电力系统中，还应该提高逆变侧交流电压水平及其暂态稳定性。
（4）应用低压减载设备。目前，为了避免电压发生崩溃故障，国内外均应用UVLS 自动设备来应对此问题。一旦电网出现了严重的故障，UVLS就会把避免电压大幅下跌并且迅速恢复作为主要目标。因此，电网有必要配备比较合理的低压减载设备。低电压切负荷属于非常有效的暂态电压紧急控制手段[4]。
（5）广域测量和监视系统。WAMS能够对广域电网的运行状态进行在线测量，可以对电网的动态无功备用进行实时监测，有利于全面掌握系统电压整体状况当中的薄弱环节，从而可以站在全局的角度，对其它无功调节措施加以充分考虑，发现最合适的减载点与数量。按照WAMS 收集的电压相量信息，对系统电压的分布情况进行实时监，一旦暂态电压出现了越限，WAMS就会自动报警并启动录波。由于现代电力系统存在着比较明显的多个控制器之间发生交互作用的现象，并且极易相互恶化，因此，必须对其进行协调。在以WAMS收集的实时信息为基础的前提下，能够有效的协调各个控制器。由此可见，将WAMS所具有的功能充分地挖掘出来也属于提高暂态电压稳定性的一种有效对策[5]。
（6）加强重视研究电网暂态电压稳定性，持续对自动电压调整设备进行改善，并且做好管理和维护好控制保护系统，确保其动作具有可靠性，另外，严格遵照相关安全准则的规定对运行方式进行合理安排，把输送潮流管控在合理的范畴之内，只有采取这种方式才可以避免系统发生暂态电压失稳事故。
（7）应用超导储能设备。此设备将电能保存在通过循环电流形成的磁场当中，可以及时高效地同系统进行交换有功以及无功功率，其具有的比较灵活的四象限运行能力能够有效的提高电力系统的暂态电压稳定性。另外，此设备的控制方法及其安装位置属于对系统暂态电压稳定性造成影响的主要因素。通过相关研究结果得出，把超导储能设备设置在动态负荷的位置，采取无功–电压控制措施有利于提高系统的暂态电压稳定性。
结束语
综上所述，电力系统的动态无功短缺属于影响暂态电压稳定性的主要原因。其主要影响因素包括负荷特点、静止无功补偿器、HVDC以及发电机组及其控制元件等。另外，对发电机与励磁机的超负荷能力加以充分利用、对区域无功进行合理规划、采用有效的控制措施、配备充足的低压减载设备、深入挖掘WAMS所具有的功能以及重视研究暂态电压稳定性等对策都可以使交直流电力系统的暂态电压稳定性得到有效的提高。
参考文献：
[1]蔡泽祥，冯雷，杨欢欢，朱林，张东辉，周保荣.高压直流系统无功动态对暂态电压稳定的影响[J].华南理工大学学报（自然科学版）.2017（04）
[2]彭慧敏，李峰，丁茂生，项丽，杨莹，周海峰.交直流电力系统安全稳定及协调控制的评述[J].电力系统及其自动化学报.2016（09）
[3]杨欢欢.高压直流输电系统对受端电网暂态电压稳定影响的评估方法[D].华南理工大学 2016
[4]韩军强.交直流电力系统中重合时序对距离保护动作特性的影响分析[D].昆明理工大学 2016
[5]黄弘扬.交直流电力系统暂态稳定分析与控制问题研究[D].浙江大学 2014
作者简介：
朱桦（1993-07），女，汉族，河北省石家庄市，从事电力系统交直流；
论文作者:朱桦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/17
标签：电压论文; 稳定性论文; 电力系统论文; 系统论文; 发电机论文; 交直流论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第20期论文;