電力系統運行中電壓穩定性探討

韓 禹

長春市中心醫院 吉林 長春 130051

電網系統對于我國社會發展有著極為重要的作用，不但能夠對我國國民經濟產生促進作用，同時還能夠對市場運行發展帶來積極的影響。電網電壓本身具備一定程度的不穩定性，尤其是在進行超遠程傳輸的過程中，當基礎建設或是電網結構存在問題時，便會導致電網電壓穩定性受到較為不利的影響，以至于國民的用電質量無法得到有效保障。為了避免這一情況的出現，相關企業或部門在進行電力系統運營管理的過程中，需要做好相應的安全防護措施，加強管理強度，以此來確保電網電壓的穩定性不會受到不利影響

1 電壓穩定分類

當電網電壓處于失穩狀態時，就會導致整個電網的運行質量與效率受到不利影響，而導致這一現象發生的原因本身具有復雜性與多樣性，因而在進行處理前，需要對電壓的穩定性進行內容分類。

1.1 擾動性質

1.1.1 大擾動

電力系統在運行過程中，由于所承受的外界因素較為明顯，所帶來的擾動性也會隨之提升，在這一背景下，電力系統的運行模式便會出現變化，發生類似于短路現象或者是切機等問題，從而導致供電質量受到不利影響。為了確保電壓的穩定性能夠不受影響，在進行實際處理的工程中，需要將存在于系統中的荷載特性加以分析，并通過對不同電網系統本身所具備的自我保護機制來進行有效控制，以此來起到保護的作用[1]。

1.1.2 小擾動

相較于大氣擾動，這種擾動性質本身相對較小，大多都是在原本的系統電壓中進行負荷量的增加，并不會對電壓的穩定性產生較為嚴重的影響。而小擾動性質本身是會受到系統負荷特性的影響，在固定時間段中開展相應的控制工作，以此來滿足系統的運行需求。

1.2 周期性質

1.2.1 短期

一般來講，在周期性質方面，會和動作元件有著密切的聯系，比如說感應電動機或者是變流器，這些設備都具備動態化的應用工作特性，倘若電力系統處于大擾動狀態，那么在故障期間，所有的發電機本身都會具備一定的相對性，進而導致存在部分母線附近的電壓數值會呈現出下降的趨勢。

1.2.2 中長期

中長期背景下的電壓穩定是以動態元件調節工作為主，在運行過程中，很容易會受到負荷量的影響，負荷量增長，便會引發系統開始出現不穩定的征兆，或者是在系統受到擾動后，相應的控制設備需要一定時間來進行自我特性的恢復，以此來滿足系統運行中的補償需求，這樣也會導致整個電壓呈現出一種失穩的狀態[2]。

2 電壓穩定性破壞的原因電壓崩潰

從本質上來講，當電力系統發生穩定性的問題時，則意味著其本身的功率平衡受到了影響，因而想要確保電力系統能夠正常運行，則一定要提前做好平衡點的安排工作。而在進行電力系統的穩定性控制方面，則要對整個負荷母線進行功率上的平衡控制，確保節點質量能夠得到有效保障。當電力系統處于電壓穩定狀態時，其內部所存在的接點所產生的無功功率會和負荷消耗所產生功率內容產生抵消狀態，換句話說，節點和負荷消耗所形成的功率會呈現為平衡的狀態，這種狀態下，負荷母線中的電壓需求便會獲得滿足，并被抑制，以此來確保電力系統能夠正常運行下去[3]。反之，當系統在運行過程中處于失衡的狀態，有關系統的電壓便會呈現出不斷下降的狀態，以至于整個電壓產生崩潰的情況。

倘若電壓系統受到了擾動的影響，自身的節點功率便會發生一定程度的變化，以至于失衡現象的發生，當節點自身的功率發生改變時，無論其處于哪一部分，都會導致整個系統的電壓相位產生變化，正因如此，在進行系統管控與檢測的過程中，可以通過節點電壓的相位運動為基礎，通過合理的手段來進行內容的調控，從而來確保整個系統的運行狀態能夠相對穩定。

3 電壓穩定性研究方法及現狀

3.1 電壓穩定性的研究方法

通常情況下，在進行電壓穩定性的研究過程中，會選用兩種不同類型的方式方法，結合電壓的不同狀態開展穩定性的管理，從靜態與動態兩個角度進行內容上的分析。通常情況下，靜態方法本身所表現的是系統的靜態模式，并不會對動態變化進行較為明確的重視，通過對線路以及網絡的運行狀態來進行極限性的分析，從而來掌握能夠確保靜態電壓處于穩定狀態的極限數值，結合實際情況，利用節點電壓與電流輸送之間所形成的關系內容來完成最終的穩定性研究[4]。與其他技術相比，盡管靜態研究方法本身并沒有明確電壓穩定所具備的本質關系，不過因其本身所具備的特性，不但能夠方便進行簡單操作，同時還具有極高的現實意義與使用價值，因而往往會被應用在對電力系統電壓安全性的評估工作中，并通過對數據層面的分析來進行有關防電壓崩潰的預防措施，以此來確保國民的生活供電不會因此受到不利影響。

與靜態電壓方法不同，動態方法本身則是將電壓穩定性所具備的本質內容為主要出發點，通過對電力系統的動態變化作為影響因素，以此來分析電壓穩定性所產生的影響內容，比如說，在進行系統控制與管理的工程中，往往需要先對數據進行采集，并利用相應的方程計算來開展分類計算，針對電力系統的不同周期進行動態化的研究。一般來講，動態電壓研究方法也可以被分為短期與中長期兩方面，前者所指的是利用電壓穩定性來進行電動機的符合管理，并利用直流電的快速特性來第一時間進行系統相應，以此來確保電壓穩定性問題能夠得到有效處理，而后者則需要對負荷慢動態加以分析，利用相應的補償裝置來提高電壓的無功功率，從而來確保電壓的穩定性能夠得到有效保障。

3.2 電壓穩定性研究現狀

通常情況下，在進行電力系統的研究過程中，主要是從以下幾個角度來進行電壓穩定性的研究：

(1) 當系統電壓處于臨界點，即將失去穩定性時，對其本身所具備的失穩點以及負荷裕度進行相應的研究與分析；

(2) 如何對電力系統進行內容上的優化，提高電壓的穩定性；

(3) 對容易導致電力系統電壓產生失穩的節點問題加以分析，或者是尋找相對薄弱的區域，以此為基礎進行安全配置的研究與分析，以此來確保電力系統電壓出現失穩現象。

3.2.1 電網系統的負荷裕度

從官方定義來看，電壓穩定負荷裕度是以指標內容為主，當電力系統處于正常運行狀態時，會根據相應的模式質量進行運輸工作，這時對負荷或者是傳輸功率進行內容上的調整，使其不斷提升，便會逐漸接近電壓的臨界點，也就是我們所說的電壓碰撞點，而從運行點一直到崩潰點之間所產生的距離差距便會被叫作電壓穩定負荷裕度。在對該內容進行理解的過程中，可以將其看作是隨機變量中的一種，是利用對不同行為或者是狀態的分析來對電壓發生偏差進行該類型的評估，以此來完成風險的防控工作。在這一過程中，可以選用隨機響應曲面法來開展相應的工作內容，通過對最小樣本的數量來開展估算工作，明確電力系統中所具備的不確定性負荷與電源內容在狀態上能夠得到有效保障，對于后續的變量分析工作也會帶來積極有效的影響。

3.2.2 薄弱節點辨識

通常情況下，導致電力網絡出現大型電壓崩潰故障的原因都是從內部發生的，或者是，當電力網絡中所存在的薄弱環境受到沖擊時，整個電力網絡的穩定性便會受到較為不利的影響。為了避免這一現象的發生，在進行風險防控的過程中，相關人員則需要先明確存在電網中的薄弱點或者是薄弱區域，標記其本身所存在的位置，并以此為基礎進行安全措施的安裝，以此來避免電力系統崩潰的現象發生。倘若以結節點角度進行分析，可以從電力系統的連接性加以分析，倘若輸電網模型的分析質量受到影響，便很有可能導致電力系統產生連鎖故障的情況，因而，在模型分析前，相關人員需要了解無功功率與電壓之間所存在的關系內容，并進行性質上的展現，通過動態化的函數模型計算來進行有效模擬，這樣不但能夠有效提高整個電力系統的管控質量，同時還能夠對電力行業的安全運行帶來積極有效的影響。在這一過程中，有關快動態則是利用微觀尺度進行系統故障的模擬展現，而宏觀尺度則更偏向于利用慢動態內容進行系統的演化，通過相關的方法，能夠在第一時間找到系統中所存在的問題，并以此為基礎制定較為完善的管理措施，從根本上避免電力系統的安全性受到較為不利的影響。

4 結束語

綜上所述，電力資源是國民生活的保障，電力企業想要確保自身的經濟效益能夠得到有效提升，就要加強對電力系統電壓穩定性的控制力度，加強薄弱節點的辨識能力，結合實際情況制定風險防控措施，以此來確保電力系統的運行質量能夠得到有效提升。