電網技術中無功電壓管理系統的探討

王臘梅

摘 要：電網運行中，電壓是重要參數，為保證電壓質量，要使無功補償和無功達到平衡。針對無功電壓管理中出現的問題，對如何建立科學完善的電壓管理系統進行探討，從而提高運行過程中的穩定性和安全性，達到經濟效益最大化。

關鍵詞：電網技術；無功電壓；管理系統；管理措施

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.119

電網無功電壓管理系統是借助于SCADA系統的各項功能，對電網進行實時數據分析和計算的優化控制。針對國內電網技術中存在的電壓數據分散、區域電網無功等棘手問題，如何建立一個能減少浪費、將不完整的數據加以整理的管理系統至關重要。只有建立一個科學、完善的無功電壓管理系統，才能提高電壓管理效率。其應用對增強電網經濟運行能力、提高電壓質量具有重要意義。

1 國內的現況

我國第二產業的壯大使得國家對電力資源的需求逐漸增加，對供電質量和系統的要求也越來越高。供電之中所要考慮到的可靠性和穩定性是最重要的兩個環節，且已經成為促進經濟增長和保證用戶需求的重要因素。盡管我國是裝機容量和年發電量均排在世界第二位的電力大國，但是由于國土跨度大、動力資源與用電中心的距離十分遙遠、農村的日益發展以及城鄉家用電器設備需求的增加等問題的出現，對電力電壓的穩定性提出了更高的要求。做好保障供電穩定性工作，就能改善內外部的投資環境，滿足人民日益增長的生活水平，加快國家轉型，發展好第二產業，最終提升綜合國力。

2 控制的意義和目的

傳統的離線數據無功電壓的控制手段已經不能帶動現代電力企業的發展，這使基于實測數據之下，在線電壓和無功優化控制成為備受矚目的熱點問題。目前，在線無功電壓優化控制部分仍還屬于分散控制階段，采取簡單的無功電壓綜合控制裝置，通過九區圖控制法，再通過實時電壓和相應的控制策略，最后對分接頭和電容器組進行控制的這種方法就能提高供電電壓的質量，從而為生活生產帶來更多的便利。但這種簡單方法的弊端是無法從無功電壓考核指標進行考慮，以至于從全局上考慮的效果欠佳。例如以下情況：當系統出現缺無功的嚴重情況下，自動無功調節裝置就會加重無功缺額以至惡性循環，很有可能會導致電壓崩潰危險情況的出現。因此，實現面向全網無功資源的優化調度，可以加快研究出適合我國發展水平的優化控制系統。我國目前所普及的SCADA系統，為在線控制打下了堅實的基礎，是目前最適合的方法之一。所以提高優化控制的水平，讓電壓質量有所保障，大大提升電壓合格率，從而降低損失，在保障系統安全穩定運行的同時，提高經濟效益。

3 無功電壓所存在的問題

目前的科學設備投入力度小，大部分還是通過人工監視。這種傳統的管理模式很難保證電壓合格率，所以電網無功電壓在目前看來最典型的就是技術和設備上存在的問題，深入加大電壓管理也勢在必行。

3.1 技術和設備上存在問題

技術和設備上常出現的問題主要包括以下幾種：①無功補償容量不足，例如在新上工程中不安裝電容器或容量偏小，甚至為提高其設備檔次而犧牲電容器的做法，這類問題就會使無功補償容量不足。②電容器配置不合理，例如只在低壓使用并聯電容器或電容器的全部投入使用都可能會導致電容器不能正常投入使用，無法發揮應有的效益。③變壓器的額定限壓不合理，由于網路增強供電半徑的減小，就會導致配電網的電壓很難滿足要求且無法投入運行中。

3.2 無功電壓管理上的問題

未從源頭上規劃好無功設備、運行管理之中的管理不到位和管理用戶難度大是電壓管理上存在的三大問題。要解決首要的源頭問題，首先要采取環網布置，開環運行，同時側重于電能質量和線損的管理。所以不能只考慮對電壓的要求，還要進行科學配置。管理用戶方面，用戶配置不夠合理，未規范管理電容器運行，未及時向供電部門提供信息導致變壓器擴容時無法同期建成無功補償設備。

4 無功電壓的管理

4.1 實現目標

為保持電網內被控電站低壓側母線電壓在合理方位內，減少網損，減少變電站電容器投停和調整次數，實現自動管理，減輕人員勞動強度，迎合電力市場運營，但以深入開展為目標，各公司會越來越注重經濟效益，而探尋到一條適合自己的管理途徑，以此提高電壓質量，保障電網安全。

4.2 解決措施

4.2.1 充分發揮無功優化系統的作用

為最大范圍地實現電壓合格，減小電能損耗，保證設備使用次數，使整個運行過程安全進行，要以保證設備安全為前提，合理投入設備，使主變分接開關調節次數達到最小，提高電網調度水平，提高系統的穩定性，保證安全性，達到質量過關損耗降低的理想狀態。

4.2.2 建立一個完善的網絡結構

規劃、設計、建設一個完善的網絡構建，首先要支持最高級的電壓網絡；其次是要優化低一級的電壓網絡，做到分層供電，采用環形布置的科學結構；再次是中、低壓電網的相互配合，控制好供電半徑在合理范圍內；最后要保證無功負荷與無功電源之間的平衡。

4.2.3 注意電容器運行間存在的問題

電容器在運行時會出現以下問題：在低壓時，調度所并未下令使用所有的容器，而且功率因數和電壓合格率的考核均未到達各變電站的標準。又因向主系統倒送之中，出現電壓不正常、功率因數偏低等問題，未及時采取功率因數調節措施。所以一定要重視電容器的運行情況，及時采取功率因數調節的措施，加強對用戶電容器的管理力度，定時詢問電容器裝置的狀況。

4.2.4 加強對電壓質量的管理

加強電壓質量，首先就是要對主要送電線路的導線進行檢查和改造，擴大線徑，提高受電電壓，降低損耗。同時，調整配電線路，消除因線路過長對電壓質量帶來的不良影響。重視調壓設備的建設對無功容量的配置，對變壓器有載調壓改造工作是刻不容緩，也是從根本上改變的途徑。加強對無功電壓的運行中的管理，明確職責，各部門員工各司其職。制訂有效的考核管理辦法，提高綜合電壓合格率，確保上傳下達指標的達標。

4.2.5 加強無功優化補償

對變電站進行集中補償，并利用并聯電容器，最后通過有載調壓主變進行調壓。有載調壓靈活、調壓幅度大，且在電網無功不足的情況下能改變電壓分布，盡管其對提供無功無濟于事，但這一缺陷正好可由并聯電容器加以彌補。投入電容器的使用不僅增加了網絡的無功電力，還能提高網絡電壓。但如果進行較大幅度的調壓，就會造成一定的浪費，成果并不經濟，所以在應用并聯電容器的情況下，調壓應注意以下四點問題：①在高峰負荷時，應首先投入電容器組的使用；在低谷負荷時，應先考慮電壓的調整。②一般變電站應以變壓器調壓為主要調壓方式，并聯電容器手段做好輔助調壓的工作。③利用并聯電容器調整電壓時，應保證電壓突變幅度，還要對電容器容量較大時采取分組安裝的方式，分組投切。④對容量較大的電容器，其自動投切方式要采用電壓控制為主的方式，從而保證能自動、適時地控制無功潮流和電壓的變化。

5 結束語

電網的電壓質量決定著電力部門所生產的產品質量。電網技術中的電壓和無功管理兩層面是電壓質量和功率因數好壞的根基，同時也是電力企業的重要考核指標。電網無功系統提高了電網電壓合格率，降低了網損，減輕了工作人員的勞動強度，所以要做好對無功電壓的管理，提高供電的質量，解決好發展之中的各類問題是供電部門的職責，這樣可以在加大對無功電壓的管理力度的同時，提高電網技術水平。

參考文獻

[1]王正風，高濤.智能電網及國內外發展概述[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2011（2）：110-111.

〔編輯：王霞〕

Abstract： Grid operation， the voltage is an important parameter in order to ensure the voltage quality， to make the reactive power compensation and reactive power balance. For reactive power and voltage management issues that arise on how to establish a sound scientific management system voltage explore to improve stability during operation and safety， maximize economic efficiency.

Key words： grid technology； voltage and reactive power； management system； management measures