淺談電網(wǎng)調度自動(dòng)化中的無(wú)功電壓及優(yōu)化

　　摘要： 隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化建設也逐步邁入新的臺階。作為城市運作中一項重要的基礎設施建設項目，電網(wǎng)的建設和優(yōu)化決定了人們在城市中的生活質(zhì)量，并且對于城市的運作有著(zhù)長(cháng)遠的影響。由于目前電網(wǎng)基本實(shí)現了調度的自動(dòng)化，但無(wú)功電壓的損失仍然十分嚴重，導致供電質(zhì)量下降、電能浪費。針對目前這種情況，本文針對電網(wǎng)調度自動(dòng)化詳細調研后進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，提出進(jìn)行無(wú)功電壓管理的主要措施，并且提出可靠的優(yōu)化措施。

　　關(guān)鍵詞 ：電網(wǎng)調度;調度自動(dòng)化;無(wú)功電壓

　　Abstract: With the rapid development of China's economy, the urbanization has gradually entered a new stage. Operation as an important city infrastructure projects, construction and optimization of the grid determines the quality of life in cities, and for the functioning of the city has a long-term impact. Due to the current grid basically automated scheduling, but the loss of voltage and reactive power is still very serious, leading to lower quality power supply, waste of energy. For the current situation, this paper after dispatching automation detailed research brief introduction, the main measures were put forward voltage and reactive power management, and reliable optimization measures proposed.

　　Keywords: grid scheduling; dispatching automation; reactive voltage

　　隨著(zhù)我國城市化建設進(jìn)一步加快，城市發(fā)展對于電力的需求與日俱增。由于傳統的調度運行中的無(wú)功調整是以分區為主，在區內平衡的基礎上保證輸電功率達到90%。但在電網(wǎng)調度過(guò)程中，實(shí)際情況往往是無(wú)法達到無(wú)功調整區內平衡，在長(cháng)距離電力輸送時(shí)，在各級變電過(guò)程中無(wú)功功率過(guò)高;并且各級電壓雖然基本處于理想范圍內，但偶爾會(huì )發(fā)生超出誤差范圍的情況;在用電高峰期，線(xiàn)損會(huì )加劇，從而導致負載電壓要小于額定電壓。不過(guò)由于我國加大對于電網(wǎng)改造的投入，電網(wǎng)調度自動(dòng)化基本已經(jīng)完成，電網(wǎng)調度自動(dòng)化水平比以往有很大的提高。而且通過(guò)對于電網(wǎng)的實(shí)時(shí)計算，完成了電網(wǎng)調度自動(dòng)化的理論支持。

　　1 電網(wǎng)調度自動(dòng)化無(wú)功電壓管理的主要措施

　　做好無(wú)功電壓的管理，首先就需要配備足夠數量的無(wú)功補償設備，每個(gè)電力供應企業(yè)都要根據自身情況并按照《導則》中的要求進(jìn)行無(wú)功補償設備的配備工作。在配備過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )發(fā)生由于一時(shí)電壓的高低而少配甚至不配無(wú)功補償設備。特別是在超過(guò)110 kV的變電所中，其電纜線(xiàn)路復雜繁多，經(jīng)常發(fā)生向系統倒送無(wú)功的情況，這時(shí)就需要切除并聯(lián)的電容器以解決無(wú)功倒送的問(wèn)題，若還不能解決，就需要在低壓母線(xiàn)上安裝并聯(lián)電抗器，從而改變變電所的無(wú)功負載，達到無(wú)功平衡的目的。

　　其次，合理配置無(wú)功補償設備的容量。無(wú)功補償設備的容量大小一定要適量，特別是單組容量不能過(guò)大。若單組容量過(guò)大，當輸電電壓負載較低時(shí)，不會(huì )進(jìn)入電容器，這樣次級的輸電線(xiàn)路上的負載電壓降低，導致線(xiàn)損增加，從而造成向電網(wǎng)上倒送無(wú)功。目前，我國輸電線(xiàn)路上的負載呈現逐年遞增的趨勢，因此，在電容器配備的時(shí)候應考慮到負載的增加，以便于適應后期的操作。

　　在完成無(wú)功補償設備的合理配置后，無(wú)功電壓管理的重點(diǎn)就是保證分層和分區內的平衡。這樣就可以達到無(wú)功補償的理想狀態(tài)，即各級的輸電線(xiàn)路沒(méi)有無(wú)功電流，各級的電壓母線(xiàn)上的輸電功率都接近1，并且減少由于長(cháng)距離線(xiàn)路輸送電能導致過(guò)多的線(xiàn)損以及負載電壓的下降。

　　2 電網(wǎng)調度自動(dòng)化無(wú)功優(yōu)化系統的建立

　　由于城市用電需求在不斷增加，不同城區的用電需求也是在不斷變化，再加上設備老化等問(wèn)題，這樣設定好的無(wú)功電壓補償措施也許很難適應目前或將來(lái)的變化。因此，在做好電網(wǎng)調度自動(dòng)化的無(wú)功電壓的管理工作后，就應用針對無(wú)功電壓管理系統進(jìn)行優(yōu)化。如果通過(guò)無(wú)功優(yōu)化系統的自動(dòng)化調節，不但可以減少電網(wǎng)管理人員的工作量，還能通過(guò)計算機強大的計算能力進(jìn)行精確計算，使得調節更加效率化、準確化。根據電網(wǎng)調度自動(dòng)化運行的實(shí)際情況，對于無(wú)功電壓系統的優(yōu)化應從以下幾個(gè)方面著(zhù)手：

　　1)優(yōu)化原則。保證電力供應全網(wǎng)內的最大范圍內的負載電壓達到額定值;保證電力供應全網(wǎng)內盡量降低電能在線(xiàn)路上的損失;所有的參與電網(wǎng)調度的工作人員，其行為準則要遵循安全、運行和調度規范。

　　2)控制目標。在保證電網(wǎng)和電網(wǎng)中人員、設備安全運行的前提下，通過(guò)全網(wǎng)內的無(wú)功電壓補償措施，對于無(wú)功電壓管理進(jìn)行優(yōu)化。不但能夠保證電網(wǎng)整體經(jīng)濟地運行，還要通過(guò)合理計算，有效控制無(wú)償設備的成本投入。最終實(shí)現主變壓器的調節次數最少、負載電壓在額定電壓規定的誤差范圍內波動(dòng)，全網(wǎng)的線(xiàn)損最小。在進(jìn)一步提高電網(wǎng)調度自動(dòng)化水平的基礎上，保證電網(wǎng)能夠具有更高的運行安全性和穩定性。

　　3)約束條件。母線(xiàn)的負載電壓處于規定范圍內;調壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數處于規定范圍內;電容器投切次數處于規定范圍內;供電效率合格。

　　4)系統功能。①通過(guò)調度自動(dòng)化以及無(wú)功電壓的優(yōu)化管理后，調壓變壓器可以分接調節指令進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制、獲取無(wú)功補償設備投切指令及其控制信息并且將信息傳送至各個(gè)工作站，然后在工作站處理后再反饋回SCADA系統中執行;②在各級電網(wǎng)的負載電壓合格的前提下，控制層級電網(wǎng)中的無(wú)功功率，使其進(jìn)行合理流動(dòng)，保證無(wú)功分層平衡;③根據計算，決定同等級電網(wǎng)下的不同變電所中的電容器使用順序。

　　3 電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓的控制措施

　　通過(guò)調度自動(dòng)化系統的實(shí)時(shí)控制，以及在線(xiàn)計算和離線(xiàn)計算獲得的負載電壓的對應曲線(xiàn)，在保證供電質(zhì)量的前提下，選擇合理的發(fā)電機端電壓、投切電容器、變壓器分接頭以及調壓手段等措施，使電網(wǎng)在自動(dòng)化運行的過(guò)程中，盡量降低線(xiàn)損，實(shí)現經(jīng)濟運行。其最優(yōu)的經(jīng)濟運行控制措施如下。

　　1)在保證無(wú)功功率平衡的基礎上，利用負載電壓對應的關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行變壓器分接頭的調整。調整后，當母線(xiàn)電壓降低時(shí)，電容器的進(jìn)行主變分頭調整，變壓器調整時(shí)需要進(jìn)行逐個(gè)分接頭調整;當母線(xiàn)電壓升高時(shí)，調整主變分接開(kāi)關(guān)檔來(lái)降低電壓，無(wú)法調整的時(shí)就可以停止電容器運行。

　　2)通過(guò)調度自動(dòng)化調整，在保證負載電壓在規定范圍基礎上，使電網(wǎng)負載電壓在用電高峰期的電壓值高于在用電低谷期的電壓值。

　　3)除非電網(wǎng)調壓能力達到極限，否則不能出現各級電網(wǎng)負載發(fā)生電壓超值的情況。

　　4)調度工作人員要實(shí)時(shí)控制變電站的無(wú)功電壓調整，保證母線(xiàn)負載電壓的穩定以及無(wú)功電壓補償設備的使用合理。如果使用一切調節手段后仍無(wú)法將負載電壓控制在正常范圍內，需要及時(shí)上報上級值班人員進(jìn)行及時(shí)處理。

　　5)在35 kV的電網(wǎng)中，負載損耗約占總損耗的80%，并且負載電壓對應關(guān)系曲線(xiàn)一般運行偏高，因此需要適當升高母線(xiàn)的運行電壓。

　　6)在6 kV-10 kV的電網(wǎng)中，變壓器造成的損耗在總損耗中占有絕大比例，其中變壓器空載而造成的損失約為50%左右，特

　　別是農村電網(wǎng)在深夜時(shí)的空載損耗更為嚴重。因此，就需要在深夜用電量下降后進(jìn)行適當調整，按電壓的下線(xiàn)運行，從而降低損耗。

　　7)在保證二次電壓處于規定范圍內的前提下，每個(gè)季度進(jìn)行一至兩次的分接頭檔位調整，從而降低鐵心磁通密度。

　　4 結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷的進(jìn)步，作為國民經(jīng)濟的發(fā)展支柱，電網(wǎng)將隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步加快其調度自動(dòng)化的進(jìn)程，從而優(yōu)化電網(wǎng)的運行。如今，調控信息系統已經(jīng)廣泛的應用于電力輸送，特別是隨著(zhù)無(wú)功優(yōu)化處理，就使得電網(wǎng)調度的無(wú)功電壓管理水平得到很大的提高。經(jīng)過(guò)理論計算和實(shí)際檢驗，在完成無(wú)功電壓的優(yōu)化管理后，使得線(xiàn)損率大大降低。因此，有理由相信，經(jīng)過(guò)科研工作者的努力，我國電網(wǎng)將以更加經(jīng)濟、環(huán)保的方式運行下去。

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