電力系統無功電壓調控分析

徐麗

摘 要：隨著我國電網的快速發展，電力體制也在不斷的革新，社會各界對無功問題與電壓越來越關注。這不僅僅是供電質量自身的問題，而且還對整個電力系統的經濟安全運行、電氣設施的使用壽命與安全隱患以及用戶安全生產保障等都具有相當大的影響。在電力網絡的不斷拓展的同時，電網自身的結構也越發復雜，電網運行對電能管理與電壓質量的要求也日益提高，不但要保證電網的安全、提高電壓的合格率，與此同時還應當盡量減少電網運行維護資金、降低電網損耗。在這種情況下，無功電壓調控作為整個電力系統中的重要環節，不但是保證電壓質量、減少電力系統損耗的主要途徑，同時也是保證電網系統安全、穩定以及經濟運行的重要方法。考慮到這些，本文首先分析了電力系統無功電壓調控的意義，與此同時，還提出了電力系統的無功優化、無功電壓調控的詳細措施，僅供參考與借鑒。

關鍵詞：電力系統;無功電壓;調控

引 言

近年來，隨著國民經濟不斷發展，人們生活水平日漸提高，對供電安全提出了更高要求，受到高壓等因素的影響，傳統無功功率調控方法已經難以適應現代電網發展需求，在很大程度上影響了電網供電穩定、安全性，不能夠為我國社會經濟發展提供更加優質的電力能源。因此，加強對大電網無功電壓配合調控方法的研究顯得尤為重要。

一、電力系統無功電壓調控的意義

電力系統無功電壓調控能夠提高電力系統的安全性、提高電壓的合格率并且降低線損。電壓的質量好壞與系統無功分布的合理性，會直接影響到整個電力系統的經濟運行以及安全穩定。一旦無功不足，會使得整個電力系統的電壓發生下滑，從而令其無法充足利用到各個用電設施[2]，嚴重的話甚至可能使得整個系統電壓的水平發生下滑，如果電力系統受到的影響太大，這將會使得電壓低于臨界電壓，出現電壓崩潰的狀況，最后可能因為電力系統失去同步并且瓦解，甚至引起重大的災難。相反，無功過剩也有可能引起電壓過高，并且影響到設施與系統的安全，令電壓狀況越發惡化，從而造成巨大的經濟損失。因此，科學合理地進行無功電壓調控，進一步提升其管理控制的水平，不僅可以充分的保證電壓質量，使電壓合格率充分增高，還能進一步使線損降低，使整個電力系統運行的安全性、穩定性以及效率性得到提高。

二、調控中的疑難

區域布設的大型電網，在日常調控之中常見多樣的疑難。例如：某電網配有的電容可支撐平日內的高峰送電，符合無功要求。然而，無功補償之中的感性無功偏弱，分區補償并沒能足夠。這種情形下，低谷時段內的總需求沒能被滿足。系統電壓偏高，系統架構內的無功被大量予以倒送，威脅網內安全。若沒能適當予以調配，很難吻合需要，增添了低谷時段內的調控疑難[1]。詳細而言，調控無功電壓涵蓋著的疑難可被分成如下：第一，電力體系細分出來的多區段內，無功平衡顯現出來的特性并不均衡。針對某些區段，無功支撐耗費掉的總量仍偏大，帶來大量倒送。這種狀態之下，全網細分出來的區段調控就凸顯了偏大的彼此差異，很難妥善安排。第二，對于無功電壓，變電站特有的補償特性、補償組數及運送過來的總容量沒能妥善搭配，缺失了適宜性。對于重載分區，預設了偏高水準的總補償要求;相應的輕載區段，卻需要偏多比值的感性無功。若依循同一規程予以調配，忽略了真實態勢下的站點差異，沒能適應分區。同時，很多變電站配有的電抗器并不足量。單一組別范疇的無功補償，容量也會偏少，干擾目標落實。第三，省區彼此仍缺失必備的調和。常規流程內，省級架構的電網應被設定成調控之中的平衡點。設定調控常常側重去保障自身的合格，忽視上級電網，沒能依循同一規程來著手調控。最近幾年，區段電網顯現出來的差異正被拓展，峰谷差異增大。下一層電網被調控的水準緊密關系著上層架構的調配安全。在極端狀態下，運行路徑不暢，帶來嚴重故障。

三、電力系統無功電壓調控措施

（一）描繪靈敏度

描繪靈敏度時，側重探析變高側顯現的無功變更。在這種基礎上，靈敏度可折射出外網范疇的無功變更，辨析了側電壓凸顯的影響。這類無功變化，顯現為同一層級以內的無功流動，含有進相運行。本層及對應著的上層電網，無功交換可測得它的總量;對于鄰近站點，可辨別出無功變化特有的流動狀態。對于變中側，它的靈敏度緊密關聯著無功交換，顯示本站影響。變更了固有的無功負荷，影響到側電壓。對于變低側，靈敏度標識了投入進來的側電壓，顯示電壓影響。經過驗算可得：靈敏度特有的數值是精準的。由此可得：電壓特有的靈敏度，理論數值及測得的真實偏差應被調控至0.004pu以內。調控數值越小，精準度就越高，符合調控指標。

（二）結合實際情況，調整優化調控方法

為了確保電網穩定運行，針對運行方面存在的問題，可以按照常規運行方式確定無功范圍，并在極端運行方式調整范圍，以此激發地調無功調節方法，減少省調發電機無功調節，優化電壓分布，進而提高系統穩定性，但是，由于這種方式和方法存在一定局限性，調整效果并不明顯。因此，當發現關口電壓失控時，就是表明關口無功范圍不適合運行方式，需要進行調整，這時，需要采取策略強行要求下層電網進行無功調節，以此來彌補不足，從而確保電網穩定、健康運行。例如：在廣東電網22kv變電站中的應用，由于供電涉及一些礦業和冶金業，負荷波動情況較為明顯。針對常規方式，有效協助下層電網進行區域電壓調控，而極端運行方式則優先協助上層電網進行無功調控，實現大電網無功電壓調控協調和優化。

（三）變電站的無功電壓控制與平衡

（1）靜止補償器。靜止補償器（SVC）是一種新興的無功電壓控制與調節設施，它是目前各種調壓途徑中較為實用的一種技術。它進行無功功率時，調節效率極高，借此可以實現及時跟蹤，并補償無功電壓所進行的頻繁、突發的各種變化，尤其是使用進行沖擊無功負荷時的補償。除此之外，靜止補償器的調節是非常平滑的，它可以有效地消除高次諧波對負荷產生的干擾。并且其本身的維護工作非常簡單，功率消耗也相當的低，在變動的時候具有優良的補償能力，以此能夠達到分散補償的目的。

（2）并聯電容器。并聯電容器是當前階段使用較為廣泛的無功補償設施之一，然而其本身的電壓調節效應并不高，無法持續性的吸收和調節滯后的無功功率。因此，如果想要達成變電站無功電壓就地控制的目的，就必須要科學合理正確地選擇對應的無功電壓管理措施，最大可能的降低有載變壓器電容器組與分接頭的動作次數，繼而提高被控站電壓的合格率，減少能量的消耗，從而保證電力系統電壓更為經濟、穩定、安全地運行。電壓與無功的調控已經不是單從電壓或者無功功率方面進行管理，而應當朝著電壓與無功綜合管理調整的趨勢向前發展，采用無功電壓綜合調控的方案。

結 語

當前階段，電力系統已經形成了遠距離、大容量以及高電壓的輸電格局，無功電壓管理在整個電力系統功率輸送與安全運行當中扮演著越來越重要的角色。通過對發電廠與變電站的無功電壓進行有效的控制與平衡，能夠實現局部優化的目標，使受控站的無功功率與無功電壓都始終保持在需要的范疇內，某種程度上說，極大地保證了廣大用戶能夠獲得穩定、安全、經濟的電壓質量。這就需要我們深入研究就地控制與平衡的方案，積極拓展無功電壓綜合調控管理，促使無功電壓調控朝著更高層次的領域發展，保證電力系統更為經濟、穩定、安全地運行。

參考文獻

[1] 張劉冬，孫健，李虎成，等.雙時間尺度下主動配電網多目標無功電壓優化[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無功電壓調控策略研究[D].華南理工大學，2012.