電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控分析

徐麗

摘 要：隨著我國(guó)電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力體制也在不斷的革新，社會(huì)各界對(duì)無(wú)功問(wèn)題與電壓越來(lái)越關(guān)注。這不僅僅是供電質(zhì)量自身的問(wèn)題，而且還對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行、電氣設(shè)施的使用壽命與安全隱患以及用戶安全生產(chǎn)保障等都具有相當(dāng)大的影響。在電力網(wǎng)絡(luò)的不斷拓展的同時(shí)，電網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)也越發(fā)復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電能管理與電壓質(zhì)量的要求也日益提高，不但要保證電網(wǎng)的安全、提高電壓的合格率，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)盡量減少電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)資金、降低電網(wǎng)損耗。在這種情況下，無(wú)功電壓調(diào)控作為整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，不但是保證電壓質(zhì)量、減少電力系統(tǒng)損耗的主要途徑，同時(shí)也是保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要方法?？紤]到這些，本文首先分析了電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控的意義，與此同時(shí)，還提出了電力系統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化、無(wú)功電壓調(diào)控的詳細(xì)措施，僅供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);無(wú)功電壓;調(diào)控

引 言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平日漸提高，對(duì)供電安全提出了更高要求，受到高壓等因素的影響，傳統(tǒng)無(wú)功功率調(diào)控方法已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展需求，在很大程度上影響了電網(wǎng)供電穩(wěn)定、安全性，不能夠?yàn)槲覈?guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的電力能源。因此，加強(qiáng)對(duì)大電網(wǎng)無(wú)功電壓配合調(diào)控方法的研究顯得尤為重要。

一、電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控的意義

電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控能夠提高電力系統(tǒng)的安全性、提高電壓的合格率并且降低線損。電壓的質(zhì)量好壞與系統(tǒng)無(wú)功分布的合理性，會(huì)直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及安全穩(wěn)定。一旦無(wú)功不足，會(huì)使得整個(gè)電力系統(tǒng)的電壓發(fā)生下滑，從而令其無(wú)法充足利用到各個(gè)用電設(shè)施[2]，嚴(yán)重的話甚至可能使得整個(gè)系統(tǒng)電壓的水平發(fā)生下滑，如果電力系統(tǒng)受到的影響太大，這將會(huì)使得電壓低于臨界電壓，出現(xiàn)電壓崩潰的狀況，最后可能因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)失去同步并且瓦解，甚至引起重大的災(zāi)難。相反，無(wú)功過(guò)剩也有可能引起電壓過(guò)高，并且影響到設(shè)施與系統(tǒng)的安全，令電壓狀況越發(fā)惡化，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，科學(xué)合理地進(jìn)行無(wú)功電壓調(diào)控，進(jìn)一步提升其管理控制的水平，不僅可以充分的保證電壓質(zhì)量，使電壓合格率充分增高，還能進(jìn)一步使線損降低，使整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性以及效率性得到提高。

二、調(diào)控中的疑難

區(qū)域布設(shè)的大型電網(wǎng)，在日常調(diào)控之中常見多樣的疑難。例如：某電網(wǎng)配有的電容可支撐平日內(nèi)的高峰送電，符合無(wú)功要求。然而，無(wú)功補(bǔ)償之中的感性無(wú)功偏弱，分區(qū)補(bǔ)償并沒(méi)能足夠。這種情形下，低谷時(shí)段內(nèi)的總需求沒(méi)能被滿足。系統(tǒng)電壓偏高，系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)的無(wú)功被大量予以倒送，威脅網(wǎng)內(nèi)安全。若沒(méi)能適當(dāng)予以調(diào)配，很難吻合需要，增添了低谷時(shí)段內(nèi)的調(diào)控疑難[1]。詳細(xì)而言，調(diào)控?zé)o功電壓涵蓋著的疑難可被分成如下：第一，電力體系細(xì)分出來(lái)的多區(qū)段內(nèi)，無(wú)功平衡顯現(xiàn)出來(lái)的特性并不均衡。針對(duì)某些區(qū)段，無(wú)功支撐耗費(fèi)掉的總量仍偏大，帶來(lái)大量倒送。這種狀態(tài)之下，全網(wǎng)細(xì)分出來(lái)的區(qū)段調(diào)控就凸顯了偏大的彼此差異，很難妥善安排。第二，對(duì)于無(wú)功電壓，變電站特有的補(bǔ)償特性、補(bǔ)償組數(shù)及運(yùn)送過(guò)來(lái)的總?cè)萘繘](méi)能妥善搭配，缺失了適宜性。對(duì)于重載分區(qū)，預(yù)設(shè)了偏高水準(zhǔn)的總補(bǔ)償要求;相應(yīng)的輕載區(qū)段，卻需要偏多比值的感性無(wú)功。若依循同一規(guī)程予以調(diào)配，忽略了真實(shí)態(tài)勢(shì)下的站點(diǎn)差異，沒(méi)能適應(yīng)分區(qū)。同時(shí)，很多變電站配有的電抗器并不足量。單一組別范疇的無(wú)功補(bǔ)償，容量也會(huì)偏少，干擾目標(biāo)落實(shí)。第三，省區(qū)彼此仍缺失必備的調(diào)和。常規(guī)流程內(nèi)，省級(jí)架構(gòu)的電網(wǎng)應(yīng)被設(shè)定成調(diào)控之中的平衡點(diǎn)。設(shè)定調(diào)控常常側(cè)重去保障自身的合格，忽視上級(jí)電網(wǎng)，沒(méi)能依循同一規(guī)程來(lái)著手調(diào)控。最近幾年，區(qū)段電網(wǎng)顯現(xiàn)出來(lái)的差異正被拓展，峰谷差異增大。下一層電網(wǎng)被調(diào)控的水準(zhǔn)緊密關(guān)系著上層架構(gòu)的調(diào)配安全。在極端狀態(tài)下，運(yùn)行路徑不暢，帶來(lái)嚴(yán)重故障。

三、電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控措施

（一）描繪靈敏度

描繪靈敏度時(shí)，側(cè)重探析變高側(cè)顯現(xiàn)的無(wú)功變更。在這種基礎(chǔ)上，靈敏度可折射出外網(wǎng)范疇的無(wú)功變更，辨析了側(cè)電壓凸顯的影響。這類無(wú)功變化，顯現(xiàn)為同一層級(jí)以內(nèi)的無(wú)功流動(dòng)，含有進(jìn)相運(yùn)行。本層及對(duì)應(yīng)著的上層電網(wǎng)，無(wú)功交換可測(cè)得它的總量;對(duì)于鄰近站點(diǎn)，可辨別出無(wú)功變化特有的流動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于變中側(cè)，它的靈敏度緊密關(guān)聯(lián)著無(wú)功交換，顯示本站影響。變更了固有的無(wú)功負(fù)荷，影響到側(cè)電壓。對(duì)于變低側(cè)，靈敏度標(biāo)識(shí)了投入進(jìn)來(lái)的側(cè)電壓，顯示電壓影響。經(jīng)過(guò)驗(yàn)算可得：靈敏度特有的數(shù)值是精準(zhǔn)的。由此可得：電壓特有的靈敏度，理論數(shù)值及測(cè)得的真實(shí)偏差應(yīng)被調(diào)控至0.004pu以內(nèi)。調(diào)控?cái)?shù)值越小，精準(zhǔn)度就越高，符合調(diào)控指標(biāo)。

（二）結(jié)合實(shí)際情況，調(diào)整優(yōu)化調(diào)控方法

為了確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)運(yùn)行方面存在的問(wèn)題，可以按照常規(guī)運(yùn)行方式確定無(wú)功范圍，并在極端運(yùn)行方式調(diào)整范圍，以此激發(fā)地調(diào)無(wú)功調(diào)節(jié)方法，減少省調(diào)發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)節(jié)，優(yōu)化電壓分布，進(jìn)而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是，由于這種方式和方法存在一定局限性，調(diào)整效果并不明顯。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)關(guān)口電壓失控時(shí)，就是表明關(guān)口無(wú)功范圍不適合運(yùn)行方式，需要進(jìn)行調(diào)整，這時(shí)，需要采取策略強(qiáng)行要求下層電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功調(diào)節(jié)，以此來(lái)彌補(bǔ)不足，從而確保電網(wǎng)穩(wěn)定、健康運(yùn)行。例如：在廣東電網(wǎng)22kv變電站中的應(yīng)用，由于供電涉及一些礦業(yè)和冶金業(yè)，負(fù)荷波動(dòng)情況較為明顯。針對(duì)常規(guī)方式，有效協(xié)助下層電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域電壓調(diào)控，而極端運(yùn)行方式則優(yōu)先協(xié)助上層電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功調(diào)控，實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)無(wú)功電壓調(diào)控協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

（三）變電站的無(wú)功電壓控制與平衡

（1）靜止補(bǔ)償器。靜止補(bǔ)償器（SVC）是一種新興的無(wú)功電壓控制與調(diào)節(jié)設(shè)施，它是目前各種調(diào)壓途徑中較為實(shí)用的一種技術(shù)。它進(jìn)行無(wú)功功率時(shí)，調(diào)節(jié)效率極高，借此可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)跟蹤，并補(bǔ)償無(wú)功電壓所進(jìn)行的頻繁、突發(fā)的各種變化，尤其是使用進(jìn)行沖擊無(wú)功負(fù)荷時(shí)的補(bǔ)償。除此之外，靜止補(bǔ)償器的調(diào)節(jié)是非常平滑的，它可以有效地消除高次諧波對(duì)負(fù)荷產(chǎn)生的干擾。并且其本身的維護(hù)工作非常簡(jiǎn)單，功率消耗也相當(dāng)?shù)牡?，在變?dòng)的時(shí)候具有優(yōu)良的補(bǔ)償能力，以此能夠達(dá)到分散補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

（2）并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器是當(dāng)前階段使用較為廣泛的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)施之一，然而其本身的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)并不高，無(wú)法持續(xù)性的吸收和調(diào)節(jié)滯后的無(wú)功功率。因此，如果想要達(dá)成變電站無(wú)功電壓就地控制的目的，就必須要科學(xué)合理正確地選擇對(duì)應(yīng)的無(wú)功電壓管理措施，最大可能的降低有載變壓器電容器組與分接頭的動(dòng)作次數(shù)，繼而提高被控站電壓的合格率，減少能量的消耗，從而保證電力系統(tǒng)電壓更為經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。電壓與無(wú)功的調(diào)控已經(jīng)不是單從電壓或者無(wú)功功率方面進(jìn)行管理，而應(yīng)當(dāng)朝著電壓與無(wú)功綜合管理調(diào)整的趨勢(shì)向前發(fā)展，采用無(wú)功電壓綜合調(diào)控的方案。

結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前階段，電力系統(tǒng)已經(jīng)形成了遠(yuǎn)距離、大容量以及高電壓的輸電格局，無(wú)功電壓管理在整個(gè)電力系統(tǒng)功率輸送與安全運(yùn)行當(dāng)中扮演著越來(lái)越重要的角色。通過(guò)對(duì)發(fā)電廠與變電站的無(wú)功電壓進(jìn)行有效的控制與平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)局部?jī)?yōu)化的目標(biāo)，使受控站的無(wú)功功率與無(wú)功電壓都始終保持在需要的范疇內(nèi)，某種程度上說(shuō)，極大地保證了廣大用戶能夠獲得穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的電壓質(zhì)量。這就需要我們深入研究就地控制與平衡的方案，積極拓展無(wú)功電壓綜合調(diào)控管理，促使無(wú)功電壓調(diào)控朝著更高層次的領(lǐng)域發(fā)展，保證電力系統(tǒng)更為經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張劉冬，孫健，李虎成，等.雙時(shí)間尺度下主動(dòng)配電網(wǎng)多目標(biāo)無(wú)功電壓優(yōu)化[J].供用電，2019（04）：43-49+63.

[2] 宋永超.基于靈敏度分析的電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)控策略研究[D].華南理工大學(xué)，2012.