電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中的無功電壓管理之我見

沈朝輝 吳創(chuàng)現(xiàn)

[摘 要]近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了各行各業(yè)的發(fā)展速度，與此同時(shí)，人們對電網(wǎng)供電可靠性的要求也越來越高。電壓是衡量電能質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，而無功補(bǔ)償則是提高電能質(zhì)量、平衡系統(tǒng)無功功率、降低線損的主要措施，其現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各種電壓等級的電網(wǎng)當(dāng)中。在電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中，無功電壓管理的效率和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，其重要性不言而喻。基于此點(diǎn)，本文就電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中的無功電壓管理進(jìn)行淺談。

[關(guān)鍵詞]電網(wǎng) 自動(dòng)化調(diào)度 無功電壓

一、電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中無功電壓管理的要求和目的

目前，我國大部分電網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化調(diào)度，其合理性對整個(gè)電網(wǎng)的供電質(zhì)量及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有著至關(guān)重要的影響。而無功電壓是影響電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度合理性的重要因素之一，為此，加強(qiáng)對無功電壓的管理就顯得尤為重要。

（1）管理要求

通常情況下，電力系統(tǒng)中的變壓器、用電設(shè)備以及輸配電線路等，在實(shí)際運(yùn)行過程中都會(huì)吸收一定的無功功率，這樣一來便會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)本身的功率因數(shù)下降，從而造成線路電壓降增大、電能損耗增加，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞、系統(tǒng)癱瘓等后果，最終會(huì)給電力部門帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，做好電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償設(shè)施的建設(shè)管理，不僅有助于電壓質(zhì)量的提高，而且還能夠進(jìn)一步降低線損，達(dá)到節(jié)能的目的，為電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供強(qiáng)有力保障。

（2）管理目的

就電力系統(tǒng)而言，對其無功運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化的最主要目的是通過對發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行合理調(diào)節(jié)、擴(kuò)充無功設(shè)備容量以及有載變壓器分接頭等方式，使電力系統(tǒng)本身的運(yùn)行狀態(tài)得以進(jìn)一步優(yōu)化，從而達(dá)到降低有功損耗、提高電壓質(zhì)量、增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。目前，在電力系統(tǒng)中有關(guān)無功運(yùn)行優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)相對較多，最為常用且效果最理想的是網(wǎng)損最小化，這也是各種無功電壓優(yōu)化控制的重要基礎(chǔ)。

二、電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中無功管理存在的主要問題分析

就當(dāng)前電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中的無功管理而言，其主要存在以下幾個(gè)方面的問題：其一，無功設(shè)備配置不合理。目前，我國大部分電網(wǎng)基本采用的都是環(huán)網(wǎng)手拉手的布置方式，并以開環(huán)方式進(jìn)行運(yùn)行，而這種運(yùn)行方式對于電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有著非常高的要求。在傳統(tǒng)的管理模式當(dāng)中，一般都是側(cè)重于對線損及供電質(zhì)量的管理與控制，而主變壓器側(cè)的受電力率并未獲得足夠的重視，為此，在電容器及主變壓器分線接頭開關(guān)的選擇和配置上，多數(shù)都是只考慮電壓要求，而未對力率這一因素進(jìn)行充分考慮，從而使得無法在源頭上對無功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行合理配置；其二，用戶管理難度較大。

三、強(qiáng)化電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中無功電壓管理的有效策略

（1）管理策略

首先，應(yīng)當(dāng)做好無功電力的規(guī)劃工作，并加大一定的資金投入，采取分步進(jìn)行的方式予以實(shí)施。對于一些新建的電力工程項(xiàng)目，無功建設(shè)應(yīng)當(dāng)與之同步進(jìn)行，在具體實(shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)積極采取有效地手段防止無功電力不足的情況發(fā)生。同時(shí)對于一些比較重要的變電站應(yīng)當(dāng)合理配置自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)分組循環(huán)投切、合理補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)；其次，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對高壓用戶無功補(bǔ)償裝置的安裝指導(dǎo)，并制定相應(yīng)的管理制度，強(qiáng)化監(jiān)督。

（2）技術(shù)措施

可以借助自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)在線計(jì)算和離線計(jì)算功能，并利用負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系曲線，對發(fā)電機(jī)端的電壓、變壓器分接頭以及電容器進(jìn)行適度調(diào)整，達(dá)到降低線損、提高電壓質(zhì)量的目的。具體措施如下：

1.在保證無功平衡的基礎(chǔ)上，充分利用負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系曲線，并按照實(shí)際負(fù)荷分時(shí)段對變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)整。在母線電壓相對較低時(shí)，可以先投電容器組，然后再對主變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)整，若使用的是有載調(diào)壓變壓器，應(yīng)當(dāng)對分接頭進(jìn)行逐一調(diào)整；當(dāng)母線電壓過高時(shí)，應(yīng)當(dāng)先對主變壓器分接頭的檔位進(jìn)行調(diào)整，以此來達(dá)到降低電壓的目的，若是檔位無法進(jìn)行調(diào)整，則必須將電容器退出運(yùn)行。

2.電網(wǎng)調(diào)度人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對變電站無功以及電壓的調(diào)整，這樣不僅能夠保持母線的電壓質(zhì)量，而且還能確保補(bǔ)償裝置可以隨時(shí)進(jìn)行投切動(dòng)作。

3.在35kV及以上的電網(wǎng)中，負(fù)載損耗約為總損耗的80%左右，為此，應(yīng)當(dāng)在白天負(fù)荷較重時(shí)，提高母線的運(yùn)行電壓，以此來達(dá)到降低負(fù)載損耗的目的。

結(jié)論：

總而言之，隨著各方面技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平大幅度提高，調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的的廣泛應(yīng)用以及對無功電壓優(yōu)化理論研究的不斷深入，都為無功電壓管理水平的提高提供了條件。在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到目前無功電壓管理中存在的不足之處，并針對這些薄弱環(huán)節(jié)采取科學(xué)合理、行之有效地措施加以完善，以此來提高無功電壓的管理水平，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這樣有助于提高電力部門的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其健康穩(wěn)定發(fā)展。

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