電網(wǎng)無功電壓管理存在的問題與解決措施探討

叢方舟

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇鹽城 224000

在電網(wǎng)運(yùn)行中最為核心的要素就是電壓，而確保電壓品質(zhì)的關(guān)鍵之處就是電力系統(tǒng)的無功平衡與無功補(bǔ)償，科學(xué)高效的無功補(bǔ)償與電壓管控剖析能夠保障電壓品質(zhì)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體效果與安全。鑒于此，無功電壓管控對于電網(wǎng)運(yùn)行來說具有至關(guān)重要的作用。在城市現(xiàn)代化建設(shè)中，其重要性就更為突出了，需要解決現(xiàn)存問題，引入更為先進(jìn)的管控思路與管控模式，創(chuàng)建更加健全的無功電壓管控體系，并將其融入到各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，對管理人員進(jìn)行培養(yǎng)，提升其專業(yè)性，降低問題的發(fā)生概率，避免產(chǎn)生不必要的資源浪費(fèi)，為電網(wǎng)運(yùn)行降低成本，推動電網(wǎng)行業(yè)的健康開展[1]。

1 電網(wǎng)無功電壓管控的現(xiàn)實(shí)意義

1.1 有助于穩(wěn)定社會環(huán)境

電能作為生活最賴以依存的資源之一，對整個社會環(huán)境是有著巨大的影響的。從綜合層面來講，國內(nèi)部分地區(qū)電能的總體供給量是較為充足的，而一些偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差，再加上人均能源的欠缺，電能供給較為薄弱，會對社會的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。電能是一種可再生能源，如果運(yùn)用科學(xué)的產(chǎn)能發(fā)生，就能夠滿足社會的整體需求，而且并不會對環(huán)境造成破壞。增強(qiáng)電力系統(tǒng)電壓品質(zhì)以及無功電壓管控，可以科學(xué)的提升能源配置的最優(yōu)化，有效治理部分地區(qū)能源不足的問題，有助于穩(wěn)定社會環(huán)境并且具有積極的影響。

1.2 對滿足電能輸送供應(yīng)需求的關(guān)鍵作用

在各大城市經(jīng)濟(jì)效益不斷推進(jìn)的狀態(tài)下，對于電能的需求量愈來愈高，并且電能供給的穩(wěn)定性與充足性，會影響各大行業(yè)的向前推進(jìn)，使對電力能源的需求量迅猛提升。如果出現(xiàn)電能的供給量難以符合社會的整體要求量，就會限制經(jīng)濟(jì)開展速度，影響社會進(jìn)步。所以，提升電力系統(tǒng)電壓品質(zhì)及無功電壓管控能力，能夠確保電網(wǎng)電能的供給與輸出品質(zhì)，科學(xué)分配電力能源，優(yōu)化電網(wǎng)輸出速率與效果，是帶動城市快速開展的重要環(huán)節(jié)[2]。

2 出現(xiàn)電壓偏差的具體原因

通常情況下，在電網(wǎng)正常運(yùn)行期間，會存在很多影響電壓穩(wěn)定性的干擾因素，而最主要的幾點(diǎn)原因是：首先，一些企業(yè)利用死補(bǔ)的方式來安置無功補(bǔ)償裝置，當(dāng)在集中用電的時候就會發(fā)生電壓的不穩(wěn)定，快速變動；其次，氣候因素對電壓的影響，在溫度較低的環(huán)境中，會引發(fā)電壓在高負(fù)荷情況下的電壓降低，使其穩(wěn)定性受到影響；最后，在電網(wǎng)運(yùn)行階段，如果運(yùn)行的模式出現(xiàn)變動，功率的整體不分布情況就會隨之發(fā)生變動，同時也會影響到電網(wǎng)抗阻，使電壓變得過高或者是過低，安全性與穩(wěn)定性都比較差。所以，這些無功電能給供電電壓的帶來巨大的影響，必須要重視對無功電壓的管控力度，采取專業(yè)性更強(qiáng)，針對性更強(qiáng)的管控模式，明晰所有的影響因素，利用正確的方式處理問題，確保解決方案的合理性與可靠性。

3 現(xiàn)階段無功電壓管控中存在的主要問題

3.1 用戶管控工作落實(shí)不到位

如果在配置無功補(bǔ)償裝置時，整體的配置形式缺乏一定的科學(xué)性，電網(wǎng)運(yùn)行管控效果達(dá)不到要求，就會使其中一些用戶并不能實(shí)時向供電單位反饋電壓的品質(zhì)、無功補(bǔ)償裝置的安裝容量以及無功補(bǔ)償裝置所運(yùn)用的實(shí)際情況。一些重新建設(shè)或者是由原有變電站重新擴(kuò)建的變電站的無功補(bǔ)償裝置，無法在變壓器擴(kuò)容時和有功設(shè)備在一個時間內(nèi)做出設(shè)計、創(chuàng)建等，無功補(bǔ)償設(shè)備的容量是沒有辦法在同期進(jìn)行增擴(kuò)的。

3.2 電網(wǎng)運(yùn)行管控力度較差

從電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際狀況來看，一直都存在電網(wǎng)運(yùn)行管控力度較差的問題。由于管理人員更加看重有功設(shè)備，在具體的管控工作執(zhí)行階段，更加偏向于電網(wǎng)的安全管控以及操作管控。在平時的電網(wǎng)運(yùn)行管控工作中，整體的監(jiān)管體系并不健全，缺少責(zé)任體系的搭建以及獎勵與懲罰體系的搭建，在沒有考核的情況下，管理人員的責(zé)任感就會有所欠缺，使管控工作并不能真正落實(shí)到工作中，影響電網(wǎng)運(yùn)行管控效果[3]。

3.3 無功設(shè)備建設(shè)缺乏科學(xué)性

從電網(wǎng)管控情況來看，以往的電網(wǎng)管控理念以及形式并不適用于當(dāng)前的形式，而且以往的管理中并不關(guān)注主變高壓側(cè)的受電率，而更加看重電壓的品質(zhì)和對線損的把控，致使供電單位在選用主變分接開關(guān)和配置電容器階段，忽略了受點(diǎn)率僅僅是關(guān)注電壓，使無功設(shè)備建設(shè)缺乏一定的科學(xué)性。

4 無功電壓設(shè)備和技術(shù)中的不足之處

4.1 變壓器的額定電壓不可靠

隨著時代的變化，在新時期下，目前電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)水平不斷提高，也使供電半徑發(fā)生了改變，半徑縮短，變壓器的額定電壓受其影響并不合理與可靠，致使配電網(wǎng)中的電壓沒有辦法符合社會的需求，影響配電網(wǎng)的電容器的正常使用與運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，應(yīng)當(dāng)力求實(shí)現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無功功率的平衡（如圖1所示）。

圖1 無功平衡與電壓水平

4.2 電容器配置缺乏科學(xué)性

一般情況下，供電單位通常只在低壓設(shè)備中才會并聯(lián)電容設(shè)備，讓中壓當(dāng)中所不足的無功不能在中壓中測量到相關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償，進(jìn)而提升了變壓設(shè)備的損壞與消耗。在單組的電容器設(shè)備容量較大時，如果電容器的類型并不科學(xué)，就會在負(fù)荷無法滿足設(shè)計要求或者是變壓器分頭選型的約束下，無法讓電容設(shè)備順利運(yùn)行，無法突顯無功容量的優(yōu)勢與作用。

4.3 無功電壓監(jiān)測準(zhǔn)確性較低

部分供電單位電壓所展現(xiàn)的數(shù)據(jù)并不精準(zhǔn)，經(jīng)常會出現(xiàn)電壓超額的問題，母線與數(shù)字一直的問題也較為常見，無功表涵蓋了數(shù)字表等信息有偏差或者是管控指標(biāo)不滿足要求等，與此同時，遠(yuǎn)傳無功電壓也會經(jīng)常發(fā)生信息不精準(zhǔn)的問題，致使工作人員無法及時掌控發(fā)電廠發(fā)電功率的相關(guān)數(shù)據(jù)與供電單位受電功率的數(shù)據(jù)。除此之外，信息化技術(shù)與自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是提升管理效力最有效的辦法，然而目前無功電壓管控自動化程度較為滯后，不僅會增大工作人員的工作量，而且也難以保證所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必將會存在管理偏差[4]。

4.4 無功補(bǔ)償設(shè)備容量不達(dá)標(biāo)

眾所周知，日常的電壓值大多是在220千伏左右，而無功補(bǔ)償設(shè)備配的容量通常是主變壓設(shè)備容量的0.2倍左右，要依照標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)進(jìn)行配置，然而由于以往電網(wǎng)電壓值普遍較高的影響或者是電容器達(dá)不到狀況的影響，部分電容器的配置容量都不達(dá)標(biāo)，并且還會出現(xiàn)未配置電容器的情況。

5 處理無功電壓管控問題的主要策略

5.1 對電容器的容量進(jìn)行科學(xué)的配置

從目前電容器的容量情況來看，很多電網(wǎng)中的電容器組的容量都偏大，結(jié)合以往數(shù)據(jù)的整合與剖析，電容設(shè)備在投切以后會引發(fā)無功缺失或者是無功過補(bǔ)的狀況，通常這種現(xiàn)象的發(fā)生，會使并未運(yùn)行的的小容量電容設(shè)備發(fā)生投切問題，比如，將電容器劃分為多個組別運(yùn)行以及在總線上搭配兩個不同容量的電容設(shè)備。結(jié)合實(shí)際電容設(shè)備組中的容量大小，對容量的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，利用更加科學(xué)的方式對投切進(jìn)行管控，提升管控效果。

5.2 運(yùn)用負(fù)荷曲線的預(yù)測能力

倘若想要將由于特殊負(fù)載跳變誘發(fā)的多余投切清除掉，不但需要運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)手段加大諧波的治理力度，而且還要在設(shè)計軟件時將變壓器裝置所具備的短時間超負(fù)載能力全部體現(xiàn)出來，唯有這樣，才可以減小調(diào)整幅度以及防止有投切情況產(chǎn)生，進(jìn)而將此作為基礎(chǔ)，在AVC診斷之中運(yùn)用調(diào)度自動化系統(tǒng)，將該系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測能力發(fā)揮出來。經(jīng)過對比分析實(shí)時數(shù)據(jù)和相應(yīng)的預(yù)測參數(shù)值，可以將結(jié)果視為電壓無功控制的主要參數(shù)信息，如此一來，就能夠結(jié)合一日之中的負(fù)荷曲線，借助預(yù)測設(shè)備得出具體的投入時間、切除時間，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的調(diào)整和投切目標(biāo)。在這種情況下，除了可以保證安全系數(shù)達(dá)標(biāo)之外，還能夠防止在負(fù)載作用下設(shè)備有頻繁振動情況產(chǎn)生。

5.3 提升電壓質(zhì)量的管控力度

若想提升電壓質(zhì)量的管控力度，需要對核心的送電線路的導(dǎo)線做出核驗(yàn)與調(diào)整，加大線徑長度，以此來增加受電電壓強(qiáng)度，并且會減少電能的消耗。除此之外，優(yōu)化配電線路，避免由于線路長度超出標(biāo)準(zhǔn)而對電壓品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。強(qiáng)化調(diào)壓設(shè)備的創(chuàng)建科學(xué)性，加強(qiáng)無功容量的配置合理性，加大對變壓器設(shè)備的有載調(diào)壓優(yōu)化的實(shí)效性，也是提升無功電壓管控水平的重要方式。在開展無功電壓管控工作時，必須要對管理人員的管理范圍以及管控職責(zé)進(jìn)行明確的劃分，通過績效考核體系的搭建，提升管理人員的工作責(zé)任感，以及對管理工作的嚴(yán)謹(jǐn)性與負(fù)責(zé)性，不斷提升整體電壓標(biāo)準(zhǔn)效率，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性[5]。

5.4 自動報警裝置的合理化設(shè)置

如果網(wǎng)絡(luò)中的信息發(fā)生異常狀況時，就會出現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)或者是外網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)生錯亂，使?fàn)顟B(tài)預(yù)算模塊發(fā)生改變或者是停滯，倘若標(biāo)準(zhǔn)率的信息在十分鐘以內(nèi)并未出現(xiàn)變動時，此種狀態(tài)下，需要在AVC系統(tǒng)的編程中加入特定的判斷指標(biāo)，確保AVC系統(tǒng)的能夠在異常狀況中產(chǎn)生預(yù)警，讓工作人員能夠及時掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對問題進(jìn)行及時化處理，做好日常維護(hù)，避免問題嚴(yán)重性的擴(kuò)大，提高了工作效力。一般在運(yùn)用AVC系統(tǒng)時，安全性與數(shù)據(jù)設(shè)置需要單獨(dú)估算，最大的優(yōu)勢就是如果狀態(tài)估算模塊出現(xiàn)問題，并不會對相對應(yīng)的參數(shù)信息造成影響，所含有的信息依舊有效。

5.5 創(chuàng)建健全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

為了能夠提高供電的穩(wěn)定性，確保電壓的整體質(zhì)量，創(chuàng)建健全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是其中的有效途徑，所以，在進(jìn)行設(shè)計工作時，需要對電力系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行探究與明晰，明確整體的規(guī)劃目標(biāo)與建設(shè)指標(biāo)。一方面，要以復(fù)合范圍的最高級別電壓網(wǎng)絡(luò)所明確的電壓保持密切的關(guān)聯(lián)，通過增強(qiáng)電網(wǎng)受端系統(tǒng)的穩(wěn)定性為提升創(chuàng)建效果。另一方面，要調(diào)整低等級的電壓網(wǎng)絡(luò)，利用分層提供電能的形式，保證電網(wǎng)供電的穩(wěn)固性，融合環(huán)形布局的模式，在電網(wǎng)出現(xiàn)問題時不影響電壓質(zhì)量。除此之外，結(jié)合電壓消耗的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，無功情況與負(fù)載量來判定中壓電網(wǎng)的供電范疇，以此來保障供電半徑在標(biāo)準(zhǔn)化的空間范圍內(nèi)，讓無功負(fù)載與無功電源保持在更加平衡的狀態(tài)下。

6 結(jié)語

總體而言，若想保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，就需要提升無功電壓管控力度，達(dá)到管控效果，降低運(yùn)行中問題的產(chǎn)生，在對電容器的容量進(jìn)行科學(xué)的配置、運(yùn)用負(fù)荷曲線的預(yù)測能力，以提升電壓質(zhì)量的管控力度、創(chuàng)建健全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及自動報警裝置的合理化設(shè)置等具體策略，對整體的管理形式進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)電力行業(yè)的健康開展。