關于電力調度對電網無功及電壓的調整方式分析

陳政佳

摘要：電網無功補償在電力系統中起到很重要的宏觀調節作用，可以提高電網的功率因數，增加變電設備的效率，減少高壓輸電線路無用功，從而提高供電效率。如果某個供電區域能合理地配備無功補償裝置并采取合理的補償方案，就能最大限度地減少線損，提高供電可靠性;反之，如果設備選擇不當，則會造成區域性電壓波動，產生較大的諧波，導致事故的發生。

關鍵詞：電力調度;電網無功;電壓;調整方式

電網調度作為電力系統運行管理中的重點工作，對一定供電范圍區域內的供電質量有直接影響。在電網的實際運行過程中，可能會受到多方面因素的干擾，出現無功功率電源不足、電壓不穩定、負荷不平衡等問題。因此，必須采取有效的控制調節措施，實現對無功功率和電壓參數的實時監測和有效控制。

1背景與現狀

我國目前電力系統調度實行國、網、省、地、縣五級組織機構，五級組織機構責任劃分明確，相互配合，共同保證電網運行的安全性、經濟性和可靠性。五級調度機構分別為：國調、網調、省調、地調以及縣調。縣調在社會實際經濟生產、生活中起到了重要的基礎性作用，其最主要、最關鍵的任務就是采用新一代信息數字技術，結合先進的輸配電網技術，進一步完善電網調度運行管理，進一步提升整體的業務服務能力和工作管理水平，保證輸配電網安全穩定運行和連續可靠供電，完成權限范圍內的倒閘操作和網絡運行管理，合理安排網絡運行方式，以電網整體經濟效益最優為目標進行電網的優化調度，確保供給用戶的電能質量滿足其生產生活需求，保證系統的電能質量指標符合國家標準，依法采用行政和經濟手段管理電網，在維護國家利益的前提下，按照有關經濟合同或協議，以“公平、公正、公開”為原則保證各利益主體的合法權益得以滿足。日益增長的電力供應需求促使電網的規模在近年來不斷擴大，隨之而來的是大量新增變電站接入原有的變電站自動化系統中，這就導致了前期預設的擴展規模和系統設計容量越來越難以滿足激增的系統網絡信息量。機房空間大小、前置機柜內部空間大小、新舊設備兼容問題、系統自身容量約束等多種復雜的限制因素導致自動化系統容量無法簡單地隨系統規模擴大而擴張。同時，人為因素在系統調度操作中也不可忽視，對縣級電網運行方式和運行質量都會產生一定影響。事實上，調度指令錯誤、交接班告知不到位等人為因素和管理因素都會影響電網的安全穩定運行，甚至會引發嚴重的事故。

2無功調整基本原則

1）電網無功功率在保證電壓質量、降低電能損耗的前提下，實行分層、分區就地平衡的原則。應盡可能使無功功率就地供應，避免通過長距離線路輸送無功功率。局部電網無功功率不足時，應先就地調整，無法調整時，再由電網調整。2）發電機運行功率因數應按電網要求進行調整。3）新投運發電機組應具備在有功功率額定時，功率因數進相0.95運行的能力。對已投運的發電機組，有計劃地進行進相運行的試驗。4）由市調直接調度的具有進相運行能力的發電機組，其運行方式的改變按值班調度員的命令執行。5）無功補償設備應按照電網無功功率優化計算結果優化配置，提高無功補償設備的最優運行能力。6）220kV及以下電網的無功電源總容量應大于最大自然無功負荷，一般按1.15倍計算。7）200kV及以下電網在主變壓器最大負荷時，其二次側功率因數或由電網發出的無功功率與有功功率比值的正常范圍。8）直供變電站，當供電線路距離較近時，功率因數應該取自表中低值，其他情況應取高值。9）無功補償設備應視需要投入運行，以主變壓器高壓側不向電網倒送無功功率為原則，只有當母線電壓超出正常范圍，且已無法調整時才能停運。10）各級調度應根據電網的負荷、潮流變化及設備的技術狀況及時調整運行方式，縮短供電半徑，減少迂回供電，降低線損，實現電網經濟運行。

3電壓調整基本原則

3.1調整電壓的方法

改變發電機、調相機的勵磁電流，以調整無功出力;投切關鍵節點的并聯電容器、并聯電抗器等無功補償設備;調整大型變電站有載調壓變壓器的分接頭;改變大型發電廠間或發電廠內部機組間的出力分配，調整發電功率;起、停發電機組，改變發電機組出力;調整電網整體的運行方式;利用停電檢修機會，改變無載調壓變壓器分接頭。

3.2發電機、變壓器對運行電壓的要求

1）發電機或調相機母線運行電壓在額定電壓的±5%以內，最高運行電壓由連接發電機母線的設備及發電機的安全決定，但不得超出額定電壓值的110%。2）變壓器實際工作電壓值一般不得超過運行分接頭額定電壓的105%，根據變壓器的結構特點，經過專業部門試驗或生產廠家認可的變壓器，允許提高至分接頭額定電壓值的110%。

3.3基本原則

1）為了監視和調整電網電壓，選擇具有代表性的發電廠、樞紐變電站母線作為電壓中樞點，具有調壓能力的中樞點為控制點。2）根據負荷和電網電壓的特點，按季度編制電網電壓控制點的電壓曲線和中樞點的電壓正常范圍，發給有關廠、站，以便調整和監視。3）當發電廠、變電站的母線電壓超出正常范圍時，首先應按照無功分層、分區就地平衡原則，調整發電機組和無功補償設備的無功出力;其次再調整有載調壓變壓器的分接頭，使電壓達到正常范圍。4）電壓控制點的值班人員應主動按規定的電壓曲線進行調整，使控制點的電壓在電網用電高峰期間維持上限運行，電網用電低谷期間維持下限運行。當經過調整仍超過正常范圍，且調整手段用完已無法調整，或發電機的定子和轉子電流已經調滿、機組功率因數已達到規程規定的最高功率因數時，應立即通知當值調度控制值班人員。電壓中樞點的值班人員應經常監視母線電壓，當發現電壓超出正常范圍時，應立即報告值班調度員。5）地調調度范圍內的廠、站母線電壓超出正常范圍時，地調應首先進行調整;當經過

4無功補償異常現象及處理

當區域電網進行無功補償且出現欠補償的現象時，區域電網的無功功率雖然還會繼續存在，但遠遠不夠感性負載（如電力變壓器、電動機等）消耗。無功功率過低會影響發電機的有功功率輸出，降低供電設備的供電能力，減少輸電線路的效率，造成區域電網的線損增大，提高了供電成本和終端用戶的用電成本。此時，電力調度控制部門應當遙控投入備用補償裝置，以保證功率因數在合理范圍。當區域電網進行無功補償且出現過補償的現象時，會導致區域電力系統的電壓過高，影響供電設備的絕緣性能，從而縮短電氣設備使用壽命，容易產生過電壓和諧振，造成電力系統故障，使得供電可靠性降低，同時也增加了有功損耗，提高了供電成本和用電成本。此時，電力調度控制部門應當遙控退出運行中的補償裝置，以保證功率因數在合理范圍。

5電網電壓異常的處理

電網電壓控制點的電壓超出正常范圍，廠站值班人員無須等待當值調度員的調度命令，應立即自行調整使電壓恢復到正常范圍之內。首先根據無功補償的裕量合理投入或退出無功補償設備，以達到區域調整電壓目的;也可遙控主變壓器的有載調壓分接頭來控制電壓。當調整手段已全部用完而電壓仍超出正常范圍時，應立刻上報上一級調度控制部門。值班調度員要采取一切措施使電壓異常的持續時間不超過規定。

6結語

電網的無功補償和電壓調節一直是各地區調度最重要的工作之一，電壓合格率很早就被納入企業考核指標。電網無功補償在電力系統中起到很重要的宏觀調節作用，可以提高電網的功率因數，增加變電設備的效率，減少高壓輸電線路無用功，從而提高供電效率。

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