9月3日周二，“电力系统经济学原理”共学继续第六章：电力系统运行。
本次直播主题为"无功平衡与电压控制"，该部分内容对应书籍205~211页，主要涉及电力系统的无功平衡与系统电压的关系，电力系统常见无功电源和无功负荷。
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现将本次主要共学内容摘要如下，供大家留存参考~
系统的对偶
在电力系统处处可见一些对偶出现的关系，可能是物理实际存在的，也可能是从意义层面抽象出来的。
比如电感和电容，电阻和电导，电压源和电流源等等。
而有功功率和无功功率这一对儿概念在系统平衡的语境下，也分别对应了频率和电压控制。
有功的不平衡引起频率的偏差，同样无功的不平衡引起电压的偏差。
统一以电源功率减去负荷功率为偏差方向来看，则功率偏差方向正比于频率/电压偏差方向。
系统常见无功设备
无功没有真正意义上的消失，它并不会像有功功率那样转化成另一种能量形式，只会在电力系统带电运行的时候进行电场和磁场之间的能量转换。
为方便起见，我们习惯称感性设备为无功负荷，其吸收无功。而容性设备为无功电源，其发出无功。
无功负荷
最常见的无功负荷是电动机，其将电能转化为动能的同时需要电磁场之间的转化，而电磁线圈呈感性，所以电动机是最常见也最为普遍的无功负荷。
变压器因为励磁线圈和原边、副边绕组线圈也呈感性，且因为其广泛存在于发电、输电、配电和用电等环节，所以也是一个常见的无功负荷。
输电线路的抽象模型决定其可能根据自身电压等级和流经线路的功率的不同，而呈现不同的容性或感性。
无功电源
发电机也是一种无功电源，但其在提供有功出力的同时，也可以根据调度指令发出无功或者吸收无功，因此其即可是无功电源也可以是无功负荷。
调相机是空载的发电机，通过进相或者迟相运行来调整自身无功状态，既可以发出也可以吸收无功。
电容器是分布最广，应用也最广的无功电源，其只能发出无功。
静止无功补偿器通过可控硅调节电抗器的感抗值，和并联的电容器构成可调节的无功设备，也可以兼顾发出或吸收无功。
潮流输送限制-例6.4
电网输电线路的潮流输送限制可能来自于多方要求。
线路自身的热稳定极限。
因为线路输送容量过载导致线路发热膨胀，发生线路下垂，会引发故障。
潮流输送限制首要要考量输送容量的热稳定极限要求，但因为外部环境的改变或者系统内其它元件的临时支撑作用，该限制也可以根据线路短时过载能力而进行调整。
暂态稳定性约束。
因为线路具体阻抗大小，因为发电机自带阻抗以及时间惯性常数限制，因为系统故障切除时间等限制，导致系统线路输送容量远小于热稳定极限。
系统在维持N-1标准可靠性下，还要兼顾故障发生前后的系统暂态稳定。过大的输送功率可能会破坏这种稳定性要求，所以在该约束下需要重新衡量线路的最高可输送容量。
电压稳定性约束。
线路的容量不仅要承担有功的传输，同样也需要负责传输无功功率。
在对端节点电压稳定性的要求下，倘若对端已无任何可用资源提供维持电压稳定的无功功率，需要本端机组来提供，那么线路容量势必要腾出一部分容量给予无功功率的传输，因此有功可传输容量将减少。
考虑N-1可靠性标准，即单条线路运行时系统电压依然稳定，则最大可输送有功功率将降低。因为分布于两条线路的有功到一条线路上后，会增大线路电流，带来更大的线路有功损耗和更多的线路感性无功。
为补偿这些感性无功，本端机组势必要增大传输的无功功率，这也会挤占线路的有功容量。
而若对端的无功资源可以提供补偿，那么将降低本端机组传输的无功功率，让渡部分线路容量给有功，则可传输容量上限将提高。
上述结论来源于例题6.4，因具体数值需要电力系统分析程序，故建议无需纠结于具体数值的获得，分析已有结果，得出相应结论即可。
电压控制和无功支撑-例6.5
例题6.5展示了本地机组对本地节点电压的无功支撑能力。
其可以通过吸收或者发出无功来抵消随着有功输入而带来的线路无功，维持节点电压在额定值的0.95~1.05之间。
如果本地机组无法提供无功支撑，而必须由有功输送端机组一并提供无功，则无偿能力有限，无法实现对全部可传输容量的覆盖。
该例子表明，无功补偿还是本地的效果最佳。
而机组提供无功的意义不在于发出的无功功率，而在于其提供的无功功率达到了怎样的补偿效果。
随着输送功率的增加，在确保N-1可靠性标准以及节点电压稳定的条件下，本地节点机组需要具备一定的无功补偿能力以保证某条线路因故障中断输电后，系统能够依然稳定运行。
在最大传输容量小于某个阈值前，A点发电机组可通过自身的无功补偿来防止某条线路失效后而引起的线路无功分布失衡。
而越过该阈值后，受限于A点机组的整体容量限制，B点机组需要提供一定的无功支撑，与A点机组一起对单条线路上产生的大量感性无功进行联合无偿，确保节点B的负荷有充足有功供应的同时，电压也维持在允许的范围内。
