論電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化措施

羅衛(wèi)明

摘 要：隨著人們生活水平的提高，電已經(jīng)成為人們生活和生產(chǎn)中不可或缺的一部分。所以電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著電能利用效率的高低。本文通過(guò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)現(xiàn)狀的分析，提出了改善電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的思路，并且提出了故障智能診斷技術(shù)、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、諧波治理技術(shù)和FACTS技術(shù)等優(yōu)化措施。希望通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用，逐步提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運(yùn)行；技術(shù)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生產(chǎn)和生活，特別是近幾年來(lái)大功率電器和設(shè)備類型的增加，對(duì)電網(wǎng)電量的要求越來(lái)越多，其安全性和穩(wěn)定性面臨較大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方式下的電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，電網(wǎng)中存在著較大的諧波分量，導(dǎo)致電網(wǎng)中電壓和電流的不穩(wěn)定性，影響設(shè)備的正常使用，增加了電網(wǎng)故障的數(shù)量和類型。

目前電力系統(tǒng)中采用比較先進(jìn)的供電技術(shù)、配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)以及幾點(diǎn)保護(hù)技術(shù)等在很大程度上降低了電網(wǎng)中線路的故障率，保證了人們生活和生產(chǎn)的正常用電。只有不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和改造才能夠保證電網(wǎng)供電質(zhì)量的不斷提高，下面我們就電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化措施進(jìn)行介紹。

1 目前我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀

為了降低電能在輸電線路中的損失，我國(guó)采用高壓輸電方式，常見的輸電線路有10kV、110kV和220kV等。雖然高壓輸電能夠降低線路中電量的損失，但是對(duì)輸電線路、技術(shù)以及相應(yīng)的設(shè)備的要求越來(lái)越高。

10kV輸電線路在我國(guó)各個(gè)地區(qū)的鋪設(shè)數(shù)量較少，其主要原因是由于其降低的電量損失和其所需要的設(shè)備資金相比相差不多，不能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。為了協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系，我國(guó)很多地區(qū)都建設(shè)了20kV的輸電線路，即實(shí)現(xiàn)了傳輸線路中電壓的提升，也降低了設(shè)備的資金投入。

由于輸電線路鋪設(shè)范圍較大，傳統(tǒng)的人工管理模式需要大量的工作人員對(duì)其線路運(yùn)行情況進(jìn)行檢查和記錄，不能滿足日益發(fā)展的電力監(jiān)控的需求。

隨著先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，目前我國(guó)大部分地區(qū)都建立了電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，但是受技術(shù)水平的限制，大部分電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和控制中，注重對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)，在控制方面的技術(shù)還比較落后。監(jiān)控技術(shù)只能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)檢測(cè)，但是不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中設(shè)備的自動(dòng)控制，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)還需人工去解決，所以目前我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)和控制水平還較低。

2電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化探討

電網(wǎng)運(yùn)行情況直接關(guān)系到電網(wǎng)中設(shè)備的安全性，必須加強(qiáng)對(duì)其質(zhì)量的控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化，具體的優(yōu)化思路如下：

（1）建立完善的調(diào)研體系

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化，電力部門必須要建立非常完善的基礎(chǔ)調(diào)研體系，以滿足對(duì)電網(wǎng)調(diào)研的需求，將其管轄區(qū)域進(jìn)行有效的劃分，確定需要調(diào)研的重點(diǎn)內(nèi)容。并且設(shè)置專門人員負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息進(jìn)行收集和整理，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的電眼，保證其優(yōu)化的科學(xué)性。

（2）建立完善的優(yōu)化評(píng)測(cè)體系

優(yōu)化評(píng)測(cè)體系的目的是保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為了保證優(yōu)化方案的科學(xué)性和有效性，電力部門都會(huì)對(duì)建立的優(yōu)化方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。即建立專門的評(píng)測(cè)體系，組織相關(guān)專家和技術(shù)人員對(duì)優(yōu)化方案的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)測(cè)，確保優(yōu)化方案的可行性和先進(jìn)性。

（3）明確優(yōu)化的方向

按照電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)研報(bào)告，確定電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化的主要方向和重點(diǎn)內(nèi)容。加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行新技術(shù)的研發(fā)和引進(jìn)，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的使用提高該地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。由于每個(gè)地區(qū)用戶的類型和用電需求不同，優(yōu)化方案的內(nèi)容和重點(diǎn)也不相同。

3 具體的優(yōu)化方法

為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的控制，必須采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求。

（1）故障智能診斷技術(shù)

故障智能診斷技術(shù)是近些年來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的一項(xiàng)新技術(shù)，具有較強(qiáng)的專業(yè)性。智能故障診斷技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助工作人員及早發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中存在的故障，并且采用相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，降低電網(wǎng)運(yùn)行的故障率，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

常見的故障診斷系統(tǒng)有專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種，其中前者采用規(guī)則將專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行表示，建立一個(gè)非常完善的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，專家系統(tǒng)將電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)跟其知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則進(jìn)行對(duì)比和分析，經(jīng)過(guò)推理得到相應(yīng)的解決策略，防止故障的發(fā)生。后者則根據(jù)各個(gè)神經(jīng)元之間的優(yōu)先權(quán)重來(lái)處理電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各種問(wèn)題，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)與專家系統(tǒng)相比具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它不受系統(tǒng)中噪聲以及其他干擾信號(hào)的影響，得到的診斷結(jié)果正確性較高，因此在電網(wǎng)運(yùn)行中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

（2）諧波濾波技術(shù)

由于電網(wǎng)中的電氣設(shè)備具有非線性阻抗的特點(diǎn)，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)諧波現(xiàn)象，這主要是由于電網(wǎng)中電流跟電壓之間不成線性關(guān)系，引起電網(wǎng)中電壓的不穩(wěn)定性。

近幾年來(lái)，我國(guó)制定了一系列治理電網(wǎng)諧波的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，其中一種方法是通過(guò)增加換流裝置的相數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，換流裝置是電力系統(tǒng)中非常常見的一種諧波源，使用過(guò)程中在其交流側(cè)和直流側(cè)分別產(chǎn)生pk+1和pk次諧波，能夠有效去除電網(wǎng)中存在的低頻諧波項(xiàng)，降低電網(wǎng)中存在的諧波電流。

另一種去除電網(wǎng)諧波的方法是安裝濾波器，按照其是否需要電源進(jìn)行供電，可以分成無(wú)源濾波器、有源濾波器和混合型濾波器三種。濾波器的安裝能夠從諧波的源頭去除電網(wǎng)中的諧波分量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中設(shè)備的保護(hù)，降低諧波對(duì)電網(wǎng)電量的影響。

（3）無(wú)功補(bǔ)償

由于電網(wǎng)覆蓋范圍較大，如果采用傳統(tǒng)的補(bǔ)償裝置，需要大量的維護(hù)人員，給電網(wǎng)的后期管理帶來(lái)較大的困難。

無(wú)功補(bǔ)償是采用電容器實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中諧波分量的補(bǔ)償，提高電網(wǎng)的功率因素。但是在無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化時(shí)需要注意其連接和補(bǔ)償方式，以保證無(wú)功補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)。

通常情況下無(wú)功補(bǔ)償在工作過(guò)程中采用欠補(bǔ)償?shù)姆绞?，其原因是如果采用過(guò)補(bǔ)償，電容器就會(huì)跟配電變壓器形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，組成LC回路，容易造成串聯(lián)諧振現(xiàn)象，不但不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)諧波的抑制，反而給電網(wǎng)中的大功率設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的損害。所以對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償，一般將其補(bǔ)償度設(shè)置在50%-80%之間。

電容器連接可以采用星形和三角形兩種連接方式，三角形連接方式中如果一組電容器發(fā)生短路故障，那么流過(guò)電流器的電流值就有可能達(dá)到電容器額定電流值的幾倍，甚至幾十倍，嚴(yán)重的還會(huì)造成電容的損壞或者爆炸。

所以無(wú)功補(bǔ)償在連接過(guò)程中采用星形連接方式，工作過(guò)程中即便一相發(fā)生短路現(xiàn)象，流過(guò)整個(gè)電容器的電流值不會(huì)超過(guò)其額定電流的三倍，降低了設(shè)備故障的概率，保證了操作人員的生命安全。

（4）FACTS技術(shù)

該技術(shù)跟常規(guī)輸電控制技術(shù)相比具有控制靈活，適應(yīng)性好的特點(diǎn)，且具有較好的兼容性，在使用過(guò)程中無(wú)需對(duì)系統(tǒng)中現(xiàn)有設(shè)備做較大的改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)潛力的激發(fā)。FACTS技術(shù)的應(yīng)用較大的提高輸電線路的穩(wěn)定性和安全性，擴(kuò)大交流輸電的應(yīng)用范圍，降低電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本。同時(shí)該技術(shù)可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中功率震蕩的抑制，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)事故所需要的停電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，確保系統(tǒng)性能的可靠。

以上四種方法均能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中諧波分量的去除作用，在選用過(guò)程中要根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行的具體情況，并且結(jié)合優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，切不可盲目的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷發(fā)展，大型用電設(shè)備的類型和數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。安全性和可靠性是電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)性指標(biāo)，直接關(guān)系著人們生活和生產(chǎn)中的用電安全性。本文根據(jù)目前我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的現(xiàn)狀，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)化思路進(jìn)行了介紹，并且提出了采用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化，希望能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化提供可以參考的依據(jù)。

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