電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的無(wú)功電壓管理及優(yōu)化

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)電力企業(yè)將工作目標(biāo)都放在了如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全化和經(jīng)濟(jì)化上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損和安全供電是電力企業(yè)的重點(diǎn)工作內(nèi)容。無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行有著很大的影響，因此對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓進(jìn)行有效管理就成了電力企業(yè)管理工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。文章就在電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中對(duì)于無(wú)功電壓管理的工作目標(biāo)和要求進(jìn)行了探討，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的無(wú)功電壓管理和優(yōu)化提出了具體的措施和方法。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；自動(dòng)化調(diào)度；無(wú)功電壓管理；優(yōu)化措施；電力企業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM762 文章編號(hào)：1009-2374（2015）05-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0354

1 概述

通過對(duì)以往電網(wǎng)調(diào)度中的無(wú)功調(diào)整工作進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，其工作原則和目標(biāo)是通過分層、分區(qū)就地平衡的方法使電網(wǎng)使用功率因數(shù)盡量達(dá)到0.90以上。但是在實(shí)際工作中，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作很難做到無(wú)功調(diào)整的分層、分區(qū)就地平衡，一些經(jīng)多級(jí)變壓器和長(zhǎng)距離線路輸送無(wú)功率等現(xiàn)象不能完全避免。一些地區(qū)的電壓經(jīng)常出現(xiàn)超出允許偏差的范圍的現(xiàn)象，對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，一般情況下很難做到使高峰負(fù)荷階段的電壓比低谷負(fù)荷階段的電壓高。這些問題最終都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的目標(biāo)。

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

現(xiàn)階段，我國(guó)有很大一部分的電網(wǎng)基本都可以做到電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)合理化調(diào)度對(duì)于提高整個(gè)電力企業(yè)的供電質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益都有著很深的影響。無(wú)功電壓是影響電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的根本原因之一，所以，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓的管理和優(yōu)化有著深遠(yuǎn)的

意義。

2.1 管理要求

一般情況下，電網(wǎng)系統(tǒng)中的用電設(shè)備、變壓器和輸配電線等在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的無(wú)功功率。無(wú)功功率的存在無(wú)疑會(huì)給電力系統(tǒng)的功率因數(shù)帶來(lái)不小的影響，具體表現(xiàn)在線路電壓增大、電能浪費(fèi)、電力設(shè)備損壞和電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障等，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生都會(huì)對(duì)電力企業(yè)造成不小的經(jīng)濟(jì)損失。也正是因?yàn)檫@樣，只有不斷完善電網(wǎng)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)施的建設(shè)和管理，才能進(jìn)一步提升電力部門的供電質(zhì)量，對(duì)于電網(wǎng)節(jié)能降損工作目標(biāo)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有著重要的推進(jìn)作用。

2.2 管理目的

就電網(wǎng)系統(tǒng)本身而言，對(duì)無(wú)功電壓進(jìn)行優(yōu)化的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)化，使其達(dá)到降低輸電損耗、提升供電質(zhì)量和提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中關(guān)于電網(wǎng)無(wú)功運(yùn)行優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)有很多，其中使用頻率最高的就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損最小化的目標(biāo)函數(shù)，這也是優(yōu)化效果最好的一種目標(biāo)函數(shù)，是各種無(wú)功電壓優(yōu)化控制的重要基礎(chǔ)。

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

現(xiàn)階段，我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中的無(wú)功電壓管理工作中還存在很多的問題和不足，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面是用戶管理難度較大。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電戶的數(shù)量也在不斷增多，各行各業(yè)對(duì)于電能的需求也存在差異，這就使電力部門在用戶管理方面的工作難度逐漸增加；另一方面就是無(wú)功設(shè)備的配置存在明顯的不合理現(xiàn)象。目前，我國(guó)大部分的電網(wǎng)基本都是采用環(huán)網(wǎng)手拉的布置方式，在運(yùn)行的時(shí)候也是以開環(huán)的方式，但是這種電網(wǎng)運(yùn)行管理方式對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有著極高的要求。傳統(tǒng)的管理模式中一般只注重于對(duì)供電質(zhì)量和線損的控制和管理，一些電容器和主變壓器分接頭開關(guān)選擇和配置問題沒有得到足夠的重視。很大一部分的無(wú)功設(shè)備在配置時(shí)只考慮對(duì)電壓的要求，而忽略了功率這一重要因素。

4 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的無(wú)功電壓管理及優(yōu)化的具體措施

電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的對(duì)無(wú)功電壓的管理和優(yōu)化無(wú)非就是采取分層、分區(qū)的就地平衡的措施控制無(wú)功功率。無(wú)功補(bǔ)償方面，最理想的狀態(tài)就是實(shí)現(xiàn)母線的功率因數(shù)為1，即各級(jí)線路上都不存在無(wú)功電流。

4.1 電網(wǎng)無(wú)功管理

4.1.1 在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功管理及優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取由上而下的策略，即從系統(tǒng)末端向電源端進(jìn)行逐級(jí)平衡補(bǔ)償?shù)姆绞健＞唧w的補(bǔ)償容量有公式Qc=P（tga1-tga2）來(lái)確定，公式中的P則表示在用電負(fù)荷最大月份的有功功率的平均值。

4.1.2 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度管理工作人員應(yīng)當(dāng)做好對(duì)各級(jí)變電站電壓和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)工作，使母線的電壓質(zhì)量始終保持在一個(gè)最佳的運(yùn)行狀態(tài)。在電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置投入使用后，如果母線的無(wú)功補(bǔ)償仍然不能滿足實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行要求，應(yīng)當(dāng)及時(shí)向上級(jí)有關(guān)負(fù)責(zé)人匯報(bào)情況，方便電力部門及時(shí)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行策略。

4.1.3 調(diào)度中心的工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的負(fù)荷變化，編制并下達(dá)無(wú)功負(fù)荷曲線，與此同時(shí)，一些具有電壓無(wú)功調(diào)整能力的變電站必須嚴(yán)格按照下達(dá)的負(fù)荷曲線對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)度中心的工作人員可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況的改變適當(dāng)修改無(wú)功負(fù)荷曲線，并且電網(wǎng)調(diào)度工作人員有權(quán)對(duì)各級(jí)變電站的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督和管理。

4.1.4 在無(wú)功負(fù)荷的峰谷時(shí)段，電廠內(nèi)的發(fā)電機(jī)無(wú)功要逐漸增大，直至達(dá)到無(wú)負(fù)荷為止。在無(wú)功符合達(dá)到低谷時(shí)，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行調(diào)整，使電網(wǎng)使用功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。

4.2 變電站設(shè)備調(diào)試

對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試是變電站施工中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)備調(diào)試的結(jié)構(gòu)直接影響變電站后期運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，因此必須對(duì)變電站的設(shè)備調(diào)試工作予以足夠的

重視。

4.2.1 母線的調(diào)試與維護(hù)：（1）檢查設(shè)備連接處和導(dǎo)線是否出現(xiàn)破損、不光滑和接頭溫度異常等現(xiàn)象。判斷母線是否過熱可以通過觀察母線試溫片或者變色漆處是否變色等方式進(jìn)行觀察。測(cè)量一些接頭電流較大的母線時(shí)，可以借助紅外線測(cè)量?jī)x對(duì)接頭處進(jìn)行測(cè)溫，如果測(cè)出來(lái)的溫度高于該母線的最高限制溫度，則必須降低母線的運(yùn)行負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)當(dāng)停止運(yùn)行；（2）保持每半年對(duì)絕緣子、母線的清潔頻率，對(duì)于一些環(huán)境較差的要適當(dāng)提高清掃頻率。每?jī)赡隀z查一次線夾的牢固程度，在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的同時(shí)不要忘記護(hù)理母線的工作，對(duì)于一些生銹的螺栓和零部件一定要及時(shí)更換并涂刷防護(hù)漆；（3）在配電裝置的調(diào)試和維護(hù)工作中，要仔細(xì)檢查母線接頭和金具的牢固程度，如發(fā)現(xiàn)連接不完整或者影響設(shè)備運(yùn)行的不良部件要及時(shí)上報(bào)并處理。

4.2.2 電力電纜調(diào)試：（1）在春秋兩季要做好室內(nèi)外電纜終端頭的檢查工作，保證設(shè)備在一個(gè)良好的環(huán)境中運(yùn)行。做到及時(shí)清除油污和塵土，并檢查絕緣套管是否出現(xiàn)破損的情況，對(duì)一些接頭出現(xiàn)過熱、流膠、流油等情況要做到及時(shí)修復(fù)。以一周為一個(gè)工作周期，加強(qiáng)電纜檢查的工作力度，一些損壞的蓋板要及時(shí)更換，對(duì)電纜溝的入水口要進(jìn)行堵塞和封閉處理；（2）變電站應(yīng)當(dāng)配備專人監(jiān)察防護(hù)電纜周圍是否有別的施工單位施工，防止出現(xiàn)因施工開挖導(dǎo)致電纜破損的現(xiàn)象，不僅影響電網(wǎng)運(yùn)行，更容易發(fā)生人身觸電的安全隱患；（3）在做預(yù)防性試驗(yàn)或遙測(cè)絕緣電阻時(shí)，應(yīng)提前做好對(duì)電纜和設(shè)備連接處的清理工作，防止一些油污和灰塵影響試驗(yàn)結(jié)果。將當(dāng)前的測(cè)試結(jié)果與上一次的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如果兩次結(jié)果存在明顯的差異，則必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，看是否存在放電、漏電、破損等情況，在必要的情況下可以更新終端頭或者實(shí)施分段檢查的

策略。

4.2.3 電力變壓器調(diào)試：（1）對(duì)繞組的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，對(duì)檢查結(jié)果不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要及時(shí)按照規(guī)范進(jìn)行處理；（2）檢查所有的分接頭變壓比是否符合廠家提供的規(guī)格參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)不符的現(xiàn)象要及時(shí)上報(bào)；（3）檢查變壓器三相結(jié)線組的性能，看與銘牌上的標(biāo)記和相關(guān)設(shè)計(jì)要求是否符合；（4）檢查繞組的絕緣電阻及吸收比，保證絕緣電阻值不能低于出廠值的70%；（5）對(duì)繞組的工頻耐壓能力進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)變壓器的容量足夠大時(shí)，可以進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功控制也得到了進(jìn)一步的管理和優(yōu)化，有效提升了電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和電網(wǎng)降損能力。只有不斷發(fā)展技術(shù)、優(yōu)化管理措施，才能進(jìn)一步降低電網(wǎng)中的無(wú)功功率損耗，真正保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而推動(dòng)電力企業(yè)朝著健康、高效的發(fā)展道路前進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：丁軼，男，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司工程師，研究方向：電力調(diào)度自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）