基于區(qū)域平衡的電力系統(tǒng)無功電壓管理

鄭紅梅 王杰

國網(wǎng)湖北咸寧供電公司

基于區(qū)域平衡的電力系統(tǒng)無功電壓管理

鄭紅梅 王杰

國網(wǎng)湖北咸寧供電公司

自從20世紀到現(xiàn)在，因為電壓不穩(wěn)定導致整個電力系統(tǒng)的瓦解事故，經(jīng)常在國內(nèi)外大電網(wǎng)發(fā)生，導致大面積停電的情況以及巨大經(jīng)濟的損失。電力系統(tǒng)電壓的崩潰一般是因為系統(tǒng)里面某一條母線和某一個區(qū)域電壓不穩(wěn)定所引起，之后會擴散到整個電力系統(tǒng)，最終使得整個系統(tǒng)瓦解。所以如何將電壓崩潰現(xiàn)象防止好，并且將整個電壓的穩(wěn)定性提高，是目前很多研究者非常關注的問題。本篇文章主要提出無功電壓的管理方法，給相關運行的管理人員一些決策的信息。

區(qū)域平衡；電力系統(tǒng)；無功電壓管理

隨著我國科技的不斷進步以及我們國家的經(jīng)濟不斷發(fā)展，我們國家人們的工作用電和工作用電需求不斷增長，為了可以將人員對于整個電力需要滿足，我們國家不斷對電力系統(tǒng)進行改進，可以因為資金和壞境等各個方面因素限制，同時我們國家電網(wǎng)的結構較為薄弱，相關設備還不夠先進?，F(xiàn)在電網(wǎng)運行的狀態(tài)和最開始設計的時候比較起來，有非常大的改變，存在的一些問題對電力系統(tǒng)正常的運行造成了很大的影響和一些安全的隱患問題。并且因為電壓直流的輸電系統(tǒng)都是并網(wǎng)運行，怎樣將電壓穩(wěn)定性維護好時非常重要的事。存在的一些安全隱患，會對整個電網(wǎng)系統(tǒng)安全產(chǎn)生威脅。并且存在的這些隱患，可能會使得電壓崩潰的現(xiàn)象產(chǎn)生。

1.無功功率平衡和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行

無功功率平衡與否對于電力系統(tǒng)的運行有非常重要作用，要想保證電力系統(tǒng)正常的運行必須要讓無功的功率平衡。無功的功率是指在電網(wǎng)運行的時候，產(chǎn)生的所有無功功率需要和整個電力系統(tǒng)里面各個環(huán)節(jié)上面無功功率的耗損和一樣。在電力系統(tǒng)里面無功功率的耗損主要是變壓器和線路無功的耗損。在整個電力系統(tǒng)里面，很多情況下，相關用電設備所用無功功率和所增加電壓有很大的關聯(lián)。在額定的電壓情況下，電壓變化和無功功率變化成正比，無功功率會隨著電壓上升而增加，相反也是一樣。但是假如整個電力系統(tǒng)里面出現(xiàn)無功功率的缺額現(xiàn)象，整個系統(tǒng)的負荷電壓會下降，對無功功率吸收量會減少，這樣才能夠確保無功功率平衡。在電力系統(tǒng)里面。不穩(wěn)定系統(tǒng)的無功會引起電力系統(tǒng)電壓的崩潰，在電壓出現(xiàn)崩潰之前，珍格格系統(tǒng)會處于重負荷運行狀態(tài)，整個系統(tǒng)里面無功非常緊張，線路上面的傳輸工作基礎處于極限的位置。假如電力系統(tǒng)里面無功儲備很充足，電力系統(tǒng)電壓能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是假如無功的儲備存在缺額的現(xiàn)象，會導致整個電力系統(tǒng)崩潰，最終導致整個或者是部分系統(tǒng)停電。

2.無功的區(qū)域平衡

電壓系統(tǒng)崩潰和不穩(wěn)定主要是因為系統(tǒng)的局部區(qū)域沒有足夠的無功。區(qū)域的無功不夠主要原因是：整個系統(tǒng)的無功儲備不夠；整個系統(tǒng)在其他的地區(qū)還有比較多無功的儲備，沒有辦法將無功傳給需要的區(qū)域；第一種的情況要通過將系統(tǒng)里面無功的儲備增加來解決，但是第二種情況就需要對整個系統(tǒng)無功的流動合理分配和協(xié)調(diào)。因為無功的平衡有很強的局部性特征，整個系統(tǒng)的無功應該要劃分層次進行管理，所以講整個電力系統(tǒng)進行子區(qū)域的劃分。

2.1 區(qū)域的劃分目標

區(qū)域的劃分主要是將整個電力系統(tǒng)里面節(jié)點根據(jù)電氣的聯(lián)系程度進行子區(qū)域的劃分，該區(qū)域需要滿足下面幾個情況：

①各個區(qū)域要盡量保證互相產(chǎn)生的影響比較?。?/p>

②各個區(qū)域里面不會還有其他區(qū)域節(jié)點，并且節(jié)點間的耦合度要盡量保證很大，在每一個區(qū)域里面要都要有足夠無功的電源儲備來對整個區(qū)域電壓的變化控制好。

③整個電力氣筒里面的區(qū)域劃分數(shù)目不要太多，太多會對整個電力系統(tǒng)的管理運行效率產(chǎn)生很大的影響。

④每一個區(qū)域的大小也就是節(jié)點的數(shù)量要盡量適當，太多會難以控制，太少就沒有很大的意義。

2.2 區(qū)域劃分中存在的問題

2.2.1 沒有統(tǒng)一驗證的標準

現(xiàn)在還沒有建立好統(tǒng)一驗證的 標準，各種校驗的方法都會存在一定局限性，假如無功的儲備是在專家的指導下面進行，需要建立好一個明確檢驗的標準。

2.2.2 大多處于理論的研究階段

目前所產(chǎn)生的算例有很多系統(tǒng)都是標準穩(wěn)定的系統(tǒng)，不能夠?qū)⑺惴▽嶋H的效果體現(xiàn)出來，但是再實際電力系統(tǒng)里面會存在很多不穩(wěn)定的問題，所以目前很多研究都沒有在實際的系統(tǒng)里面進行檢驗，大多數(shù)的研究還是停留在理論研究的初級階段。

3.無功電壓的管理

3.1 基本原理

現(xiàn)有無功電壓的管理研究主要是用系統(tǒng)無功的儲備和電壓的穩(wěn)定聯(lián)系思想，重點對兩者之前的關系進行定量研究，表明增加無功能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)電壓的穩(wěn)定度明顯提高。

3.2 研究現(xiàn)狀

經(jīng)過一系列的研究，現(xiàn)在無功電壓管理主要是側重電壓管理和無功管理兩個方面。

側重電壓管理方法是對劃分的區(qū)域諒解，將區(qū)域里面的節(jié)點情況掌握好，將區(qū)域里面電壓的中樞節(jié)點選好，并且確保節(jié)點電壓在規(guī)定的范圍里面，一般會用到無功補償和無功儲備的方法。在實際電力系統(tǒng)無功電壓的管理里面，要把無功電壓的管理和電壓的管理兩者結合起來。對區(qū)域劃分無功的電壓進行管理，確保每一個區(qū)域里面電壓的穩(wěn)定性，才可以講電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性確保，防止出現(xiàn)電壓崩潰的情況。

側重無功管理方法主要分為下面幾種，第一種是調(diào)整電力系統(tǒng)里面的無功與有功分布的情況，使得整個系統(tǒng)里面的電壓穩(wěn)定，該方法能夠?qū)ο到y(tǒng)運行的方式產(chǎn)生直接的影響。第二種方法是調(diào)整、安排和改善系統(tǒng)里面無功的電源穩(wěn)定，從而對系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性起到維護的作用。第三種方法是，將整個無功的儲備管理看成優(yōu)化的問題來處理，該方法是重新在發(fā)動機里面注入無功，并且對無功進行合理安排，讓發(fā)動機無功的儲備不斷增長，最終將整個電力系統(tǒng)里面整體電壓的穩(wěn)定性提高，該方法能夠不改變有功的分布情況，最終的目的是把整個發(fā)動機無功的儲備提高，將系統(tǒng)耗損降到最低。

4.討論

因為不能夠及時處理因為薄弱區(qū)域電壓的穩(wěn)定問題，使得整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)大規(guī)模崩潰的現(xiàn)象。因此按照規(guī)定的標準將整個電力系統(tǒng)分為各種不同區(qū)域，重點監(jiān)視電力系統(tǒng)區(qū)域里面經(jīng)常會產(chǎn)生崩潰的區(qū)域，對出現(xiàn)崩潰的問題及時解決好，能夠?qū)l(fā)生電壓崩潰的事故很好防止好。本篇文章主要提出無功的電壓管理方法，能夠?qū)^(qū)域電壓問題有效解決，保證整個電力系統(tǒng)正常的運行。

[1]陳靜.基于區(qū)域平衡的電力系統(tǒng)無功/電壓管理[D].大連理工大學,2008.

[2]胡曉.基于區(qū)域平衡的電力系統(tǒng)無功電壓管理[J]. 企業(yè)技術開發(fā),2013,18:105+107.