電網(wǎng)技術(shù)中無功電壓管理系統(tǒng)的探討

王臘梅

摘 要：電網(wǎng)運行中，電壓是重要參數(shù)，為保證電壓質(zhì)量，要使無功補償和無功達到平衡。針對無功電壓管理中出現(xiàn)的問題，對如何建立科學完善的電壓管理系統(tǒng)進行探討，從而提高運行過程中的穩(wěn)定性和安全性，達到經(jīng)濟效益最大化。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)技術(shù)；無功電壓；管理系統(tǒng)；管理措施

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.119

電網(wǎng)無功電壓管理系統(tǒng)是借助于SCADA系統(tǒng)的各項功能，對電網(wǎng)進行實時數(shù)據(jù)分析和計算的優(yōu)化控制。針對國內(nèi)電網(wǎng)技術(shù)中存在的電壓數(shù)據(jù)分散、區(qū)域電網(wǎng)無功等棘手問題，如何建立一個能減少浪費、將不完整的數(shù)據(jù)加以整理的管理系統(tǒng)至關(guān)重要。只有建立一個科學、完善的無功電壓管理系統(tǒng)，才能提高電壓管理效率。其應用對增強電網(wǎng)經(jīng)濟運行能力、提高電壓質(zhì)量具有重要意義。

1 國內(nèi)的現(xiàn)況

我國第二產(chǎn)業(yè)的壯大使得國家對電力資源的需求逐漸增加，對供電質(zhì)量和系統(tǒng)的要求也越來越高。供電之中所要考慮到的可靠性和穩(wěn)定性是最重要的兩個環(huán)節(jié)，且已經(jīng)成為促進經(jīng)濟增長和保證用戶需求的重要因素。盡管我國是裝機容量和年發(fā)電量均排在世界第二位的電力大國，但是由于國土跨度大、動力資源與用電中心的距離十分遙遠、農(nóng)村的日益發(fā)展以及城鄉(xiāng)家用電器設(shè)備需求的增加等問題的出現(xiàn)，對電力電壓的穩(wěn)定性提出了更高的要求。做好保障供電穩(wěn)定性工作，就能改善內(nèi)外部的投資環(huán)境，滿足人民日益增長的生活水平，加快國家轉(zhuǎn)型，發(fā)展好第二產(chǎn)業(yè)，最終提升綜合國力。

2 控制的意義和目的

傳統(tǒng)的離線數(shù)據(jù)無功電壓的控制手段已經(jīng)不能帶動現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展，這使基于實測數(shù)據(jù)之下，在線電壓和無功優(yōu)化控制成為備受矚目的熱點問題。目前，在線無功電壓優(yōu)化控制部分仍還屬于分散控制階段，采取簡單的無功電壓綜合控制裝置，通過九區(qū)圖控制法，再通過實時電壓和相應的控制策略，最后對分接頭和電容器組進行控制的這種方法就能提高供電電壓的質(zhì)量，從而為生活生產(chǎn)帶來更多的便利。但這種簡單方法的弊端是無法從無功電壓考核指標進行考慮，以至于從全局上考慮的效果欠佳。例如以下情況：當系統(tǒng)出現(xiàn)缺無功的嚴重情況下，自動無功調(diào)節(jié)裝置就會加重無功缺額以至惡性循環(huán)，很有可能會導致電壓崩潰危險情況的出現(xiàn)。因此，實現(xiàn)面向全網(wǎng)無功資源的優(yōu)化調(diào)度，可以加快研究出適合我國發(fā)展水平的優(yōu)化控制系統(tǒng)。我國目前所普及的SCADA系統(tǒng)，為在線控制打下了堅實的基礎(chǔ)，是目前最適合的方法之一。所以提高優(yōu)化控制的水平，讓電壓質(zhì)量有所保障，大大提升電壓合格率，從而降低損失，在保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，提高經(jīng)濟效益。

3 無功電壓所存在的問題

目前的科學設(shè)備投入力度小，大部分還是通過人工監(jiān)視。這種傳統(tǒng)的管理模式很難保證電壓合格率，所以電網(wǎng)無功電壓在目前看來最典型的就是技術(shù)和設(shè)備上存在的問題，深入加大電壓管理也勢在必行。

3.1 技術(shù)和設(shè)備上存在問題

技術(shù)和設(shè)備上常出現(xiàn)的問題主要包括以下幾種：①無功補償容量不足，例如在新上工程中不安裝電容器或容量偏小，甚至為提高其設(shè)備檔次而犧牲電容器的做法，這類問題就會使無功補償容量不足。②電容器配置不合理，例如只在低壓使用并聯(lián)電容器或電容器的全部投入使用都可能會導致電容器不能正常投入使用，無法發(fā)揮應有的效益。③變壓器的額定限壓不合理，由于網(wǎng)路增強供電半徑的減小，就會導致配電網(wǎng)的電壓很難滿足要求且無法投入運行中。

3.2 無功電壓管理上的問題

未從源頭上規(guī)劃好無功設(shè)備、運行管理之中的管理不到位和管理用戶難度大是電壓管理上存在的三大問題。要解決首要的源頭問題，首先要采取環(huán)網(wǎng)布置，開環(huán)運行，同時側(cè)重于電能質(zhì)量和線損的管理。所以不能只考慮對電壓的要求，還要進行科學配置。管理用戶方面，用戶配置不夠合理，未規(guī)范管理電容器運行，未及時向供電部門提供信息導致變壓器擴容時無法同期建成無功補償設(shè)備。

4 無功電壓的管理

4.1 實現(xiàn)目標

為保持電網(wǎng)內(nèi)被控電站低壓側(cè)母線電壓在合理方位內(nèi)，減少網(wǎng)損，減少變電站電容器投停和調(diào)整次數(shù)，實現(xiàn)自動管理，減輕人員勞動強度，迎合電力市場運營，但以深入開展為目標，各公司會越來越注重經(jīng)濟效益，而探尋到一條適合自己的管理途徑，以此提高電壓質(zhì)量，保障電網(wǎng)安全。

4.2 解決措施

4.2.1 充分發(fā)揮無功優(yōu)化系統(tǒng)的作用

為最大范圍地實現(xiàn)電壓合格，減小電能損耗，保證設(shè)備使用次數(shù)，使整個運行過程安全進行，要以保證設(shè)備安全為前提，合理投入設(shè)備，使主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)達到最小，提高電網(wǎng)調(diào)度水平，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證安全性，達到質(zhì)量過關(guān)損耗降低的理想狀態(tài)。

4.2.2 建立一個完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)一個完善的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，首先要支持最高級的電壓網(wǎng)絡(luò)；其次是要優(yōu)化低一級的電壓網(wǎng)絡(luò)，做到分層供電，采用環(huán)形布置的科學結(jié)構(gòu)；再次是中、低壓電網(wǎng)的相互配合，控制好供電半徑在合理范圍內(nèi)；最后要保證無功負荷與無功電源之間的平衡。

4.2.3 注意電容器運行間存在的問題

電容器在運行時會出現(xiàn)以下問題：在低壓時，調(diào)度所并未下令使用所有的容器，而且功率因數(shù)和電壓合格率的考核均未到達各變電站的標準。又因向主系統(tǒng)倒送之中，出現(xiàn)電壓不正常、功率因數(shù)偏低等問題，未及時采取功率因數(shù)調(diào)節(jié)措施。所以一定要重視電容器的運行情況，及時采取功率因數(shù)調(diào)節(jié)的措施，加強對用戶電容器的管理力度，定時詢問電容器裝置的狀況。

4.2.4 加強對電壓質(zhì)量的管理

加強電壓質(zhì)量，首先就是要對主要送電線路的導線進行檢查和改造，擴大線徑，提高受電電壓，降低損耗。同時，調(diào)整配電線路，消除因線路過長對電壓質(zhì)量帶來的不良影響。重視調(diào)壓設(shè)備的建設(shè)對無功容量的配置，對變壓器有載調(diào)壓改造工作是刻不容緩，也是從根本上改變的途徑。加強對無功電壓的運行中的管理，明確職責，各部門員工各司其職。制訂有效的考核管理辦法，提高綜合電壓合格率，確保上傳下達指標的達標。

4.2.5 加強無功優(yōu)化補償

對變電站進行集中補償，并利用并聯(lián)電容器，最后通過有載調(diào)壓主變進行調(diào)壓。有載調(diào)壓靈活、調(diào)壓幅度大，且在電網(wǎng)無功不足的情況下能改變電壓分布，盡管其對提供無功無濟于事，但這一缺陷正好可由并聯(lián)電容器加以彌補。投入電容器的使用不僅增加了網(wǎng)絡(luò)的無功電力，還能提高網(wǎng)絡(luò)電壓。但如果進行較大幅度的調(diào)壓，就會造成一定的浪費，成果并不經(jīng)濟，所以在應用并聯(lián)電容器的情況下，調(diào)壓應注意以下四點問題：①在高峰負荷時，應首先投入電容器組的使用；在低谷負荷時，應先考慮電壓的調(diào)整。②一般變電站應以變壓器調(diào)壓為主要調(diào)壓方式，并聯(lián)電容器手段做好輔助調(diào)壓的工作。③利用并聯(lián)電容器調(diào)整電壓時，應保證電壓突變幅度，還要對電容器容量較大時采取分組安裝的方式，分組投切。④對容量較大的電容器，其自動投切方式要采用電壓控制為主的方式，從而保證能自動、適時地控制無功潮流和電壓的變化。

5 結(jié)束語

電網(wǎng)的電壓質(zhì)量決定著電力部門所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。電網(wǎng)技術(shù)中的電壓和無功管理兩層面是電壓質(zhì)量和功率因數(shù)好壞的根基，同時也是電力企業(yè)的重要考核指標。電網(wǎng)無功系統(tǒng)提高了電網(wǎng)電壓合格率，降低了網(wǎng)損，減輕了工作人員的勞動強度，所以要做好對無功電壓的管理，提高供電的質(zhì)量，解決好發(fā)展之中的各類問題是供電部門的職責，這樣可以在加大對無功電壓的管理力度的同時，提高電網(wǎng)技術(shù)水平。

參考文獻

[1]王正風，高濤.智能電網(wǎng)及國內(nèi)外發(fā)展概述[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院學報，2011（2）：110-111.

〔編輯：王霞〕

Abstract： Grid operation， the voltage is an important parameter in order to ensure the voltage quality， to make the reactive power compensation and reactive power balance. For reactive power and voltage management issues that arise on how to establish a sound scientific management system voltage explore to improve stability during operation and safety， maximize economic efficiency.

Key words： grid technology； voltage and reactive power； management system； management measures