探究配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化及無功管理

謝錦杭（國網(wǎng)福建上杭縣供電有限公司，福建 龍巖 364200）

探究配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化及無功管理

謝錦杭
（國網(wǎng)福建上杭縣供電有限公司，福建 龍巖 364200）

摘要：我國過去在35kV及以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中，對電壓無功優(yōu)化的應(yīng)用較為集中，并取得了一定的成就，而在10kV及以下（中低壓）的電壓無功監(jiān)控和優(yōu)化管理方面還存在著很多的問題，尤其在低壓配電網(wǎng)方面經(jīng)常會出現(xiàn)有電不能及時(shí)送出、用戶用不上電的情況。在配電網(wǎng)低壓中加入了對電壓無功優(yōu)化的功能和管理，避免了低壓配電網(wǎng)在配置和輸送電能過程中的諸多問題，也大大提高了低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。本文旨在對配電網(wǎng)低壓的無功優(yōu)化進(jìn)行分析說明，并且想出了控制配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的一些措施，針對無功管理方面做了進(jìn)一步討論說明。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)低壓；無功優(yōu)化；無功管理

無功優(yōu)化是電力行業(yè)的一個(gè)專業(yè)術(shù)語，在高壓配電網(wǎng)和中低壓配電網(wǎng)中都有所應(yīng)用，一般常說的無功優(yōu)化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是在無功補(bǔ)償?shù)难b置上，另一方面則是對電壓的無功優(yōu)化控制。

無功管理：無功管理是相對于無功優(yōu)化來說的，同樣應(yīng)用在高壓配電網(wǎng)和中低壓配電網(wǎng)中，對無功補(bǔ)償裝置以及電壓的無功管理。

一、配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的分析說明

電網(wǎng)的輸出功率包括有功功率和無功功率兩種。有功功率是直接消耗電能的，并且可以把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能和聲能等，而無功功率恰好和有功功率相反，它是不消耗電能的，只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)換的這種能量可以使電氣設(shè)備做工，在電網(wǎng)運(yùn)行和電能之間形成了周期性的運(yùn)轉(zhuǎn)。無功補(bǔ)償最大的特點(diǎn)就是不消耗能量就可以使電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)做工來產(chǎn)生電能，配電網(wǎng)低壓的無功優(yōu)化就是利用這一原理。

配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的功能多種多樣，其中數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行分析控制、規(guī)劃優(yōu)化、報(bào)表管理是它主要的四大功能，這四大功能基本上已經(jīng)概括了配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化所涉及到的各個(gè)環(huán)節(jié)。首先來講一下數(shù)據(jù)管理，它的管理方式有圖形化管理和表格化管理這兩方面，涉及到了對設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)的管理和對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的管理這兩方面內(nèi)容；運(yùn)行分析控制主要用于對電網(wǎng)主要設(shè)備的運(yùn)行情況以及經(jīng)濟(jì)效益的分析，可以為電網(wǎng)的技術(shù)改造提供更多依據(jù)；規(guī)劃優(yōu)化可以產(chǎn)生很多效果，比如對于各種規(guī)劃方案的優(yōu)化、可以模擬方案來改善電壓質(zhì)量、提高功率因數(shù)、降低損耗等方面；最后一個(gè)報(bào)表管理功能可以自動生成標(biāo)準(zhǔn)電壓的無功報(bào)表，在這里包括了電壓合格率情況報(bào)表、補(bǔ)償設(shè)備投切記錄情況報(bào)表等，方便記錄，以便讀取更多的數(shù)據(jù)。

二、配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的控制

在低壓配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的過程中，由于一些因素的不確定性以及一些約束條件，需要對配電網(wǎng)低壓的無功優(yōu)化進(jìn)行一定的控制，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化進(jìn)行的目的，下來羅列出幾項(xiàng)控制配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的措施：

1 重構(gòu)低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

通過選擇分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)斷路器的開合狀態(tài)，可以改變網(wǎng)絡(luò)的一些結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)。這是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，但是可以起到減少損失、平衡負(fù)荷、提高電壓質(zhì)量的效果，使其達(dá)到最佳運(yùn)行的狀態(tài)。

2 投切電容器

在配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化中，電容器投切起著很大的作用，它可以改善電能質(zhì)量，也可以降低網(wǎng)絡(luò)損耗，某種程度上對配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化起著至關(guān)重要的作用。在低壓配電網(wǎng)中，三相負(fù)荷不是固定的，而是隨機(jī)變化的，且很少出現(xiàn)平衡的情況，運(yùn)用電容器優(yōu)化投切的方式可以使電荷盡量處在一種平衡的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的最大效益。

3 綜合優(yōu)化的方法

如果將第一種方法和第二種方法相結(jié)合，也就是說，實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)和電容器投切的組合形式，這樣在某種意義上是可以對配電網(wǎng)低壓的無功進(jìn)行更大限度的優(yōu)化的。但是配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜了，再加上電容器的投切這種非線性整數(shù)的規(guī)劃，組合起來復(fù)雜程度和難度隨之增加，但是這種綜合優(yōu)化的方式是有它自己可取之處，在選擇時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況，最大限度的發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。

三、配電網(wǎng)低壓的無功管理

在配電網(wǎng)低壓無功運(yùn)行中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，諸如用戶無功補(bǔ)償不足、功率因數(shù)低、電力負(fù)荷的使用以及低壓配電網(wǎng)自身所存在的一些不足之處，都會對配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的運(yùn)行造成一定的影響，所以需要對配電網(wǎng)低壓進(jìn)行無功管理，具體管理措施如下：

1可以改變變壓器分接頭調(diào)壓

在配電網(wǎng)低壓無功充足的情況下，可以采取改變變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)壓的方式來達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效的目的。變壓器的樣式很多，具體可以歸為兩種：普通變壓器和有載變壓器。一般情況下，有條件的話人們會優(yōu)先選擇有載變壓器，這樣可以更方便的對變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)壓。

2改變無功功率分布調(diào)壓

在低壓配電網(wǎng)中，改變無功功率分布調(diào)壓也可以對配電網(wǎng)低壓進(jìn)行無功管理控制。方式多種多樣，有靜止補(bǔ)償器補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方式多用于變化劇烈的負(fù)荷所引起電壓大幅度變化的情況，采用靜止補(bǔ)償器補(bǔ)償?shù)姆椒p小負(fù)荷的波動。還有并聯(lián)電抗器補(bǔ)償和并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)姆椒?。這三種方法在不同情況下改變無功功率分布調(diào)壓是很有效果的，可以有效的達(dá)到降低損耗、提高線路功率因數(shù)的作用。

3改變參數(shù)調(diào)壓

這種無功管理控制措施是通過減少線路參數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)的，具體的操作可以是通過增大導(dǎo)線截面、線路串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉磔^少配電網(wǎng)低壓的損耗。從多方面綜合的治理、規(guī)劃和管理配電網(wǎng)低壓的無功控制，使其達(dá)到更好的調(diào)壓效果。

結(jié)語

面對我國配電網(wǎng)規(guī)模巨大、負(fù)荷情況復(fù)雜以及使用環(huán)境較差的現(xiàn)狀，需要對電壓進(jìn)行無功優(yōu)化。在低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，無功優(yōu)化可以更大限度的保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也能配送出更多優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能。在配電網(wǎng)低壓無功優(yōu)化的過程中，要時(shí)刻對配電網(wǎng)低壓的無功優(yōu)化進(jìn)行分析和控制，選擇出最適合的無功優(yōu)化方式，并且對配電網(wǎng)低壓無功進(jìn)行優(yōu)化管理，爭取達(dá)到電壓合格率最高、配電網(wǎng)輸送電能損耗最小的綜合優(yōu)化目標(biāo)，提高我國配電網(wǎng)低壓的無功優(yōu)化能力，使配電網(wǎng)低壓整體的無功優(yōu)化效果更明顯，力爭在取得更大的收益。

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中圖分類號：TM72

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