關(guān)于配電網(wǎng)電壓合格率的改善措施的研究

江明華

【摘要】配電網(wǎng)電壓合格率是反映供電質(zhì)量的一個(gè)顯著指標(biāo)，目前許多變電站都采用了電壓無(wú)功補(bǔ)償機(jī)制來(lái)提升電壓合格率，以提升電網(wǎng)運(yùn)行能效。本文將主要介紹幾種配電網(wǎng)電壓提升合格率的改善措施。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；合格率；電壓；調(diào)整；無(wú)功補(bǔ)償

隨著我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子移動(dòng)設(shè)備走入千家萬(wàn)戶(hù)，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)于用電的需求量與日俱增。在信息時(shí)代背景下，進(jìn)一步提升國(guó)家電網(wǎng)的供電能力，并保證供電穩(wěn)定性和可靠性對(duì)于保證社會(huì)生產(chǎn)和生活的有序運(yùn)行有著極為重要的意義。配電網(wǎng)直接與用戶(hù)相連，是用戶(hù)與電網(wǎng)連入的第一道窗口，能夠敏銳的察覺(jué)到用戶(hù)對(duì)供電的各種需求。配電網(wǎng)電壓合格率是反映供電質(zhì)量的一個(gè)顯著指標(biāo)，目前許多變電站都采用了電壓無(wú)功補(bǔ)償機(jī)制來(lái)提升電壓合格率，以提升電網(wǎng)運(yùn)行能效。本文將主要介紹幾種配電網(wǎng)電壓提升合格率的改善措施。

一、配電網(wǎng)電壓合格率與電壓無(wú)功控制概述

“電壓合格率”是供電企業(yè)重要的技術(shù)考核指標(biāo)之一，提高“電壓合格率”是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。電壓合格率是指實(shí)際運(yùn)行電壓在允許電壓偏差范圍內(nèi)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與對(duì)應(yīng)的總運(yùn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)間之比的百分值。當(dāng)電壓合格率較低的時(shí)候，表示電網(wǎng)電壓輸出波動(dòng)較大，會(huì)影響到社會(huì)生產(chǎn)和生活的各方各面，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)引起電網(wǎng)大面積的停電事故。

無(wú)功補(bǔ)償是配電網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)中必不可少的一種控制措施，配電網(wǎng)的無(wú)功平衡是保證電能質(zhì)量、提高供電管理水平、降低線路無(wú)功損耗、提高供電設(shè)備利用率以及提高經(jīng)濟(jì)效益的基本條件。無(wú)功控制能夠進(jìn)一步的提升電壓質(zhì)量，繼而起到提升電壓合格率的作用，無(wú)功補(bǔ)償?shù)纳龎簷C(jī)制在于有效提高了配電網(wǎng)電路末端用戶(hù)的供電電壓，在恒定的功率，補(bǔ)償無(wú)功功率能夠有效的降低輸電電流，從而造成配電網(wǎng)電路壓降減少，在配電網(wǎng)首端電壓不變的情況下，末端的供電電壓將會(huì)隨之提升。

二、提升配電網(wǎng)電壓合格率的一般性改善措施

1.基于符合預(yù)測(cè)的調(diào)壓方法

一般來(lái)說(shuō)，在變電站短時(shí)期沒(méi)有設(shè)備無(wú)改造條件下，對(duì)于配電網(wǎng)常用調(diào)壓提升電網(wǎng)電壓合格率的方法一般通常采用裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的方式，但其補(bǔ)償范圍存在一定的局限性。理論上利用無(wú)功補(bǔ)償機(jī)制實(shí)際上是一種提升配電網(wǎng)電壓合格率的有效機(jī)制，但在實(shí)踐上想要實(shí)現(xiàn)科學(xué)的對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)的選取、末端電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法、計(jì)算模型等，具有一定的復(fù)雜性。

目前許多變電站在不改變配電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的條件下，主要利用預(yù)測(cè)電壓合格率來(lái)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，通過(guò)設(shè)法建立數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述電力負(fù)荷這個(gè)隨機(jī)變量變化過(guò)程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)未來(lái)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)際上是一種基于符合預(yù)測(cè)的調(diào)壓方法。線路電壓損失與線路輸送功率有關(guān)，因此可以通過(guò)負(fù)荷預(yù)測(cè)，分析負(fù)荷變化對(duì)配電臺(tái)區(qū)電壓的影響，進(jìn)行臺(tái)區(qū)電壓預(yù)測(cè)。其工作流程為：負(fù)荷預(yù)測(cè)——電壓損耗預(yù)測(cè)——電壓合格率預(yù)測(cè)——合格率預(yù)警值的比較——調(diào)壓。如果電壓合格率的預(yù)測(cè)并沒(méi)有達(dá)到預(yù)警值，那么將不會(huì)進(jìn)行調(diào)壓操作。因此，基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的調(diào)壓方式的核心在于對(duì)負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作。一般來(lái)說(shuō)，負(fù)荷預(yù)測(cè)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性會(huì)受到諸多的因素影響，例如居民生活用電習(xí)慣、大型工程工作與生產(chǎn)時(shí)段等，因此收集資料對(duì)于電網(wǎng)預(yù)測(cè)電網(wǎng)負(fù)荷具有重要的意義。

基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的調(diào)壓方法，能夠及時(shí)掌握電壓變化規(guī)律，提前安排電壓調(diào)整計(jì)劃，提高配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的管理水平。同時(shí)由于過(guò)多的調(diào)整設(shè)備會(huì)影響設(shè)備使用壽命，可根據(jù)短期內(nèi)電壓預(yù)測(cè)規(guī)律統(tǒng)籌規(guī)劃，充分利用變壓器的過(guò)負(fù)荷能力，減少不必要的調(diào)整。

2.基于電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配電網(wǎng)無(wú)功控制

在設(shè)備存在改造條件，基于電壓檢測(cè)系統(tǒng)的配電網(wǎng)無(wú)功控制系統(tǒng)是現(xiàn)代研究中，具有有效調(diào)整配電網(wǎng)電壓，提升電壓合格率的有效模式。對(duì)這種模式的研究包含以下幾個(gè)內(nèi)容：

電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能需要同時(shí)滿(mǎn)足到對(duì)輸出電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)管理、分析、查詢(xún)等。主要功能需求如下：

電壓數(shù)據(jù)采集功能：利用數(shù)據(jù)傳感技術(shù)、遠(yuǎn)程技術(shù)，在電網(wǎng)各線路安裝數(shù)據(jù)采集器，主站系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定電壓監(jiān)測(cè)的采集周期，并形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。監(jiān)測(cè)采集具有智能化特征，數(shù)據(jù)采集能夠自動(dòng)對(duì)缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)采，同時(shí)能夠利用遠(yuǎn)程技術(shù)實(shí)現(xiàn)人工的統(tǒng)計(jì)、對(duì)某時(shí)間段的數(shù)據(jù)采集的單獨(dú)提取。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能：配電網(wǎng)電壓所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓極值數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率統(tǒng)計(jì)、綜合合格率統(tǒng)計(jì)。所有統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔均由主站統(tǒng)一制定。

自動(dòng)生成報(bào)表功能：對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)生成報(bào)表主要包含有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)報(bào)表、電壓合格率報(bào)表。

數(shù)據(jù)查詢(xún)功能：電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置分級(jí)用戶(hù)，不同級(jí)別的用戶(hù)可以查詢(xún)到不同等級(jí)的數(shù)據(jù)。查詢(xún)功能主要包括對(duì)電壓合格率的綜合合格率（各個(gè)時(shí)間段）、系統(tǒng)綜合查詢(xún)應(yīng)能按單位、按農(nóng)城網(wǎng)類(lèi)別、按 ABCD 類(lèi)別分別進(jìn)行，并可進(jìn)行逐層跟蹤查詢(xún)以及異常查詢(xún)，方便定位異常點(diǎn)進(jìn)行異常情況分析。

三、配電網(wǎng)電壓合格率的改善措施分析

1.配電網(wǎng)電壓管理問(wèn)題

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷深入，現(xiàn)階段對(duì)于配電網(wǎng)供電質(zhì)量的管理已取得了明顯的成效，有效的提升了配電網(wǎng)的供電可靠性和穩(wěn)定性，通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)有效降低了電網(wǎng)監(jiān)護(hù)人員的工作強(qiáng)度。但從配電網(wǎng)電壓合格率管理的角度來(lái)講，仍舊存在一些管理方面的問(wèn)題，促使電壓合格率較低：

第一，變電站對(duì)于電壓質(zhì)量管控缺乏正確的管理理念，在配電網(wǎng)與運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)論是出現(xiàn)電壓升高或者是電壓降低的情況都會(huì)增加用電成本、增加電能損耗同時(shí)還會(huì)危及到用電的安全性。許多變電站的日常管理中都十分重視對(duì)電壓合格率的監(jiān)控和管理，但工作人員卻對(duì)電壓合格率的管控集中在對(duì)電壓的安全性和可靠性的管理上，而對(duì)電壓值的變得趨勢(shì)監(jiān)控的不夠仔細(xì)，特別是在無(wú)人值守的變電操作，使得對(duì)電壓調(diào)整的操作存在一定的滯后性，造成了電壓合格率的降低。

第二，變電站配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化設(shè)置較為落后。對(duì)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償建設(shè)有助于提升電網(wǎng)電壓合格率，但從目前許多變電站的建設(shè)情況來(lái)看，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)置工作還存在一定的局限性。一方面是許多地區(qū)的設(shè)備改造經(jīng)費(fèi)有限，特別是偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)以及山區(qū)，對(duì)于變電站無(wú)功優(yōu)化建設(shè)的工程量大，所需的人力資源和經(jīng)濟(jì)資源十分龐大，而當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)并沒(méi)有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)備的改造，另一方面則是許多電力部門(mén)對(duì)于配電網(wǎng)的無(wú)功定值管理存在疏忽，對(duì)各級(jí)配電網(wǎng)的無(wú)功功率平衡狀態(tài)以及電壓合格率的監(jiān)管不夠深入，對(duì)變電站配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的操作也存在一定的不合理安排，致使地區(qū)電壓合格率大大降低。

第三，針對(duì)配電網(wǎng)電壓合格率的高新技術(shù)應(yīng)用范圍過(guò)于狹小，技術(shù)革新是提升配電網(wǎng)電壓合格率的關(guān)鍵元素，仍有不少電力部門(mén)保持著傳統(tǒng)的運(yùn)行方式在當(dāng)前許多地區(qū)的電力系統(tǒng)建設(shè)中使用，導(dǎo)致在大量的人力物力投入后，應(yīng)有的效果并不能得到。最明顯的就是 AVC 系統(tǒng)從監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)來(lái)看，并未得到廣泛的配置使用，使得無(wú)功電壓計(jì)算的精確化與自動(dòng)化難以取得新的進(jìn)展，僅僅由人力所控制的電壓管理還是一如既往的不斷產(chǎn)生問(wèn)題。

2.改善措施

為了進(jìn)一步提升電壓合格率，保證配電網(wǎng)供電穩(wěn)定性和質(zhì)量，針對(duì)配電網(wǎng)電壓合格率的改善措施如下：

首先，電力部門(mén)應(yīng)該進(jìn)一步健全對(duì)各級(jí)配電網(wǎng)的無(wú)功電壓管理，通過(guò)制定完善的管理工作制度，從配電網(wǎng)的日常無(wú)功電壓的管理入手，將各級(jí)配電網(wǎng)的設(shè)備更新、優(yōu)化和相關(guān)規(guī)范建設(shè)提上日程，并制定科學(xué)有效的具有針對(duì)性的管理方案。

其次，電力部門(mén)應(yīng)該結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有階段性的更新各級(jí)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償配置設(shè)備或者優(yōu)化。電壓合格率的提升有助于提升對(duì)電能的高效利用，提升城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，電力部門(mén)應(yīng)該根據(jù)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際情況，選擇有階段性的更新各級(jí)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，特別是工業(yè)集中地區(qū)、生活區(qū)，以降低不必要的配電電能損耗。

再次，對(duì)于已經(jīng)更新和優(yōu)化了無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的變電站，應(yīng)該采用科學(xué)的管理方法，提升無(wú)功補(bǔ)償配置設(shè)備提升電壓合格率的效率。一方面，變電站應(yīng)該定期的培訓(xùn)相關(guān)員工，確保員工對(duì)電壓合格率控制和監(jiān)控的正確認(rèn)識(shí)，另一方面，對(duì)電壓監(jiān)測(cè)儀運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)加強(qiáng)改造，使指標(biāo)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化水平提高。應(yīng)該優(yōu)先分析指標(biāo)差、環(huán)比波動(dòng)大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，規(guī)范電壓合格率指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析，為優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和規(guī)劃建設(shè)立項(xiàng)提供依據(jù)。

最后，電力部門(mén)還應(yīng)該結(jié)合智能電網(wǎng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)電能供應(yīng)質(zhì)量的全面提高。

結(jié)束語(yǔ)

電壓合格率是對(duì)供電能力評(píng)估既是技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)性與可靠性的重要指標(biāo)，配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電能力可以在很大程度上反映系統(tǒng)的安全性、可靠性成都。因此，在配電網(wǎng)的日常管理中，我們要重視到電壓合格率的管理，并采取科學(xué)的方式調(diào)整。

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