電網自動化調度的無功電壓管理及優化

摘要：現階段，我國電力企業將工作目標都放在了如何實現電網運行的安全化和經濟化上，實現節能降損和安全供電是電力企業的重點工作內容。無功功率對電網系統的運行有著很大的影響，因此對電網無功電壓進行有效管理就成了電力企業管理工作中的一個重要環節。文章就在電網自動化調度中對于無功電壓管理的工作目標和要求進行了探討，并在此基礎上對電網自動化調度的無功電壓管理和優化提出了具體的措施和方法。

關鍵詞：智能電網；自動化調度；無功電壓管理；優化措施；電力企業 文獻標識碼：A

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

1 概述

通過對以往電網調度中的無功調整工作進行調查分析發現，其工作原則和目標是通過分層、分區就地平衡的方法使電網使用功率因數盡量達到0.90以上。但是在實際工作中，電網調度運行工作很難做到無功調整的分層、分區就地平衡，一些經多級變壓器和長距離線路輸送無功率等現象不能完全避免。一些地區的電壓經常出現超出允許偏差的范圍的現象，對電網電壓進行調整的時候，一般情況下很難做到使高峰負荷階段的電壓比低谷負荷階段的電壓高。這些問題最終都會導致電網電壓無法實現經濟運行和經濟調度的目標。

2 電網自動化調度中無功電壓管理的要求和目的

現階段，我國有很大一部分的電網基本都可以做到電網的自動化調度，實現電網合理化調度對于提高整個電力企業的供電質量和企業經濟效益都有著很深的影響。無功電壓是影響電網自動化調度的根本原因之一，所以，加強對電網無功電壓的管理和優化有著深遠的

意義。

2.1 管理要求

一般情況下，電網系統中的用電設備、變壓器和輸配電線等在實際電網運轉過程中都會產生一定的無功功率。無功功率的存在無疑會給電力系統的功率因數帶來不小的影響，具體表現在線路電壓增大、電能浪費、電力設備損壞和電力系統出現故障等，這些現象的產生都會對電力企業造成不小的經濟損失。也正是因為這樣，只有不斷完善電網無功功率補償設施的建設和管理，才能進一步提升電力部門的供電質量，對于電網節能降損工作目標的進一步實現有著重要的推進作用。

2.2 管理目的

就電網系統本身而言，對無功電壓進行優化的最終目標就是實現電網系統的最優化，使其達到降低輸電損耗、提升供電質量和提高系統運行穩定性的目的。目前，我國電力系統中關于電網無功運行優化的目標函數有很多，其中使用頻率最高的就是實現網損最小化的目標函數，這也是優化效果最好的一種目標函數，是各種無功電壓優化控制的重要基礎。

3 電網自動化調度中無功管理存在的主要問題分析

現階段，我國電網自動化調度中的無功電壓管理工作中還存在很多的問題和不足，具體表現在以下兩個方面：一方面是用戶管理難度較大。隨著我國經濟的不斷發展，用電戶的數量也在不斷增多，各行各業對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；另一方面就是無功設備的配置存在明顯的不合理現象。目前，我國大部分的電網基本都是采用環網手拉的布置方式，在運行的時候也是以開環的方式，但是這種電網運行管理方式對電網運行的穩定性有著極高的要求。傳統的管理模式中一般只注重于對供電質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選擇和配置問題沒有得到足夠的重視。很大一部分的無功設備在配置時只考慮對電壓的要求，而忽略了功率這一重要因素。

4 電網自動化調度的無功電壓管理及優化的具體措施

電網系統運行過程中的對無功電壓的管理和優化無非就是采取分層、分區的就地平衡的措施控制無功功率。無功補償方面，最理想的狀態就是實現母線的功率因數為1，即各級線路上都不存在無功電流。

4.1 電網無功管理

4.1.1 在對電網進行無功管理及優化時，應當采取由上而下的策略，即從系統末端向電源端進行逐級平衡補償的方式。具體的補償容量有公式Qc=P（tga1-tga2）來確定，公式中的P則表示在用電負荷最大月份的有功功率的平均值。

4.1.2 電網自動化調度管理工作人員應當做好對各級變電站電壓和無功功率的調節工作，使母線的電壓質量始終保持在一個最佳的運行狀態。在電網無功補償裝置投入使用后，如果母線的無功補償仍然不能滿足實際電網運行要求，應當及時向上級有關負責人匯報情況，方便電力部門及時調整電網運行策略。

4.1.3 調度中心的工作人員應當根據電網實際運行的負荷變化，編制并下達無功負荷曲線，與此同時，一些具有電壓無功調整能力的變電站必須嚴格按照下達的負荷曲線對無功功率進行適當的調整。調度中心的工作人員可以根據電網運行情況的改變適當修改無功負荷曲線，并且電網調度工作人員有權對各級變電站的執行情況進行監督和管理。

4.1.4 在無功負荷的峰谷時段，電廠內的發電機無功要逐漸增大，直至達到無負荷為止。在無功符合達到低谷時，需要對發動機功率進行調整，使電網使用功率因數達到0.95以上。

4.2 變電站設備調試

對電網設備進行調試是變電站施工中的重要環節，設備調試的結構直接影響變電站后期運行的穩定性和安全性，因此必須對變電站的設備調試工作予以足夠的

重視。

4.2.1 母線的調試與維護：（1）檢查設備連接處和導線是否出現破損、不光滑和接頭溫度異常等現象。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行觀察。測量一些接頭電流較大的母線時，可以借助紅外線測量儀對接頭處進行測溫，如果測出來的溫度高于該母線的最高限制溫度，則必須降低母線的運行負荷，嚴重時應當停止運行；（2）保持每半年對絕緣子、母線的清潔頻率，對于一些環境較差的要適當提高清掃頻率。每兩年檢查一次線夾的牢固程度，在對電氣設備進行維護的同時不要忘記護理母線的工作，對于一些生銹的螺栓和零部件一定要及時更換并涂刷防護漆；（3）在配電裝置的調試和維護工作中，要仔細檢查母線接頭和金具的牢固程度，如發現連接不完整或者影響設備運行的不良部件要及時上報并處理。

4.2.2 電力電纜調試：（1）在春秋兩季要做好室內外電纜終端頭的檢查工作，保證設備在一個良好的環境中運行。做到及時清除油污和塵土，并檢查絕緣套管是否出現破損的情況，對一些接頭出現過熱、流膠、流油等情況要做到及時修復。以一周為一個工作周期，加強電纜檢查的工作力度，一些損壞的蓋板要及時更換，對電纜溝的入水口要進行堵塞和封閉處理；（2）變電站應當配備專人監察防護電纜周圍是否有別的施工單位施工，防止出現因施工開挖導致電纜破損的現象，不僅影響電網運行，更容易發生人身觸電的安全隱患；（3）在做預防性試驗或遙測絕緣電阻時，應提前做好對電纜和設備連接處的清理工作，防止一些油污和灰塵影響試驗結果。將當前的測試結果與上一次的測試結果進行對比，如果兩次結果存在明顯的差異，則必須對設備進行檢查，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施分段檢查的

策略。

4.2.3 電力變壓器調試：（1）對繞組的直流電阻進行測量，對檢查結果不符合相關標準的要及時按照規范進行處理；（2）檢查所有的分接頭變壓比是否符合廠家提供的規格參數，如發現不符的現象要及時上報；（3）檢查變壓器三相結線組的性能，看與銘牌上的標記和相關設計要求是否符合；（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）對繞組的工頻耐壓能力進行試驗，當變壓器的容量足夠大時，可以進行直流耐壓試驗。

5 結語

綜上所述，隨著我國電網自動化調度水平的不斷發展和進步，對電網電壓無功控制也得到了進一步的管理和優化，有效提升了電力系統的供電質量和電網降損能力。只有不斷發展技術、優化管理措施，才能進一步降低電網中的無功功率損耗，真正保障電力系統安全、穩定、經濟運行，從而推動電力企業朝著健康、高效的發展道路前進。

參考文獻

[1] 牛輝，程浩忠，張焰.電網擴展規劃的可靠性和經濟性研究綜述[J].電力系統自動化，2010，（1）.

[2] 陸曉薇.電網自動化調度的無功電壓管理與優化探究[J].中國電力教育，2011，（30）.

[3] 肖松.電網無功電壓管理存在的問題與解決措施探討[J].科技信息，2008，（31）.

作者簡介：丁軼，男，國網湖北省電力公司孝感供電公司工程師，研究方向：電力調度自動化。

（責任編輯：秦遜玉）