淺談電網(wǎng)調度自動化中的無功電壓及優(yōu)化

時間：2024-10-16 23:35:16 論文范文我要投稿

　　摘要： 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化建設也逐步邁入新的臺階。作為城市運作中一項重要的基礎設施建設項目，電網(wǎng)的建設和優(yōu)化決定了人們在城市中的生活質量，并且對于城市的運作有著長遠的影響。由于目前電網(wǎng)基本實現(xiàn)了調度的自動化，但無功電壓的損失仍然十分嚴重，導致供電質量下降、電能浪費。針對目前這種情況，本文針對電網(wǎng)調度自動化詳細調研后進行簡要的介紹，提出進行無功電壓管理的主要措施，并且提出可靠的優(yōu)化措施。

　　關鍵詞 ：電網(wǎng)調度;調度自動化;無功電壓

　　Abstract: With the rapid development of China's economy, the urbanization has gradually entered a new stage. Operation as an important city infrastructure projects, construction and optimization of the grid determines the quality of life in cities, and for the functioning of the city has a long-term impact. Due to the current grid basically automated scheduling, but the loss of voltage and reactive power is still very serious, leading to lower quality power supply, waste of energy. For the current situation, this paper after dispatching automation detailed research brief introduction, the main measures were put forward voltage and reactive power management, and reliable optimization measures proposed.

　　Keywords: grid scheduling; dispatching automation; reactive voltage

　　隨著我國城市化建設進一步加快，城市發(fā)展對于電力的需求與日俱增。由于傳統(tǒng)的調度運行中的無功調整是以分區(qū)為主，在區(qū)內平衡的基礎上保證輸電功率達到90%。但在電網(wǎng)調度過程中，實際情況往往是無法達到無功調整區(qū)內平衡，在長距離電力輸送時，在各級變電過程中無功功率過高;并且各級電壓雖然基本處于理想范圍內，但偶爾會發(fā)生超出誤差范圍的情況;在用電高峰期，線損會加劇，從而導致負載電壓要小于額定電壓。不過由于我國加大對于電網(wǎng)改造的投入，電網(wǎng)調度自動化基本已經(jīng)完成，電網(wǎng)調度自動化水平比以往有很大的提高。而且通過對于電網(wǎng)的實時計算，完成了電網(wǎng)調度自動化的理論支持。

　　1 電網(wǎng)調度自動化無功電壓管理的主要措施

　　做好無功電壓的管理，首先就需要配備足夠數(shù)量的無功補償設備，每個電力供應企業(yè)都要根據(jù)自身情況并按照《導則》中的要求進行無功補償設備的配備工作。在配備過程中，經(jīng)常會發(fā)生由于一時電壓的高低而少配甚至不配無功補償設備。特別是在超過110 kV的變電所中，其電纜線路復雜繁多，經(jīng)常發(fā)生向系統(tǒng)倒送無功的情況，這時就需要切除并聯(lián)的電容器以解決無功倒送的問題，若還不能解決，就需要在低壓母線上安裝并聯(lián)電抗器，從而改變變電所的無功負載，達到無功平衡的目的。

　　其次，合理配置無功補償設備的容量。無功補償設備的容量大小一定要適量，特別是單組容量不能過大。若單組容量過大，當輸電電壓負載較低時，不會進入電容器，這樣次級的輸電線路上的負載電壓降低，導致線損增加，從而造成向電網(wǎng)上倒送無功。目前，我國輸電線路上的負載呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，因此，在電容器配備的時候應考慮到負載的增加，以便于適應后期的操作。

　　在完成無功補償設備的合理配置后，無功電壓管理的重點就是保證分層和分區(qū)內的平衡。這樣就可以達到無功補償?shù)睦硐霠顟B(tài)，即各級的輸電線路沒有無功電流，各級的電壓母線上的輸電功率都接近1，并且減少由于長距離線路輸送電能導致過多的線損以及負載電壓的下降。

　　2 電網(wǎng)調度自動化無功優(yōu)化系統(tǒng)的建立

　　由于城市用電需求在不斷增加，不同城區(qū)的用電需求也是在不斷變化，再加上設備老化等問題，這樣設定好的無功電壓補償措施也許很難適應目前或將來的變化。因此，在做好電網(wǎng)調度自動化的無功電壓的管理工作后，就應用針對無功電壓管理系統(tǒng)進行優(yōu)化。如果通過無功優(yōu)化系統(tǒng)的自動化調節(jié)，不但可以減少電網(wǎng)管理人員的工作量，還能通過計算機強大的計算能力進行精確計算，使得調節(jié)更加效率化、準確化。根據(jù)電網(wǎng)調度自動化運行的實際情況，對于無功電壓系統(tǒng)的優(yōu)化應從以下幾個方面著手：

　　1)優(yōu)化原則。保證電力供應全網(wǎng)內的最大范圍內的負載電壓達到額定值;保證電力供應全網(wǎng)內盡量降低電能在線路上的損失;所有的參與電網(wǎng)調度的工作人員，其行為準則要遵循安全、運行和調度規(guī)范。

　　2)控制目標。在保證電網(wǎng)和電網(wǎng)中人員、設備安全運行的前提下，通過全網(wǎng)內的無功電壓補償措施，對于無功電壓管理進行優(yōu)化。不但能夠保證電網(wǎng)整體經(jīng)濟地運行，還要通過合理計算，有效控制無償設備的成本投入。最終實現(xiàn)主變壓器的調節(jié)次數(shù)最少、負載電壓在額定電壓規(guī)定的誤差范圍內波動，全網(wǎng)的線損最小。在進一步提高電網(wǎng)調度自動化水平的基礎上，保證電網(wǎng)能夠具有更高的運行安全性和穩(wěn)定性。

　　3)約束條件。母線的負載電壓處于規(guī)定范圍內;調壓開關動作次數(shù)處于規(guī)定范圍內;電容器投切次數(shù)處于規(guī)定范圍內;供電效率合格。

　　4)系統(tǒng)功能。①通過調度自動化以及無功電壓的優(yōu)化管理后，調壓變壓器可以分接調節(jié)指令進行開關控制、獲取無功補償設備投切指令及其控制信息并且將信息傳送至各個工作站，然后在工作站處理后再反饋回SCADA系統(tǒng)中執(zhí)行;②在各級電網(wǎng)的負載電壓合格的前提下，控制層級電網(wǎng)中的無功功率，使其進行合理流動，保證無功分層平衡;③根據(jù)計算，決定同等級電網(wǎng)下的不同變電所中的電容器使用順序。

　　3 電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓的控制措施

　　通過調度自動化系統(tǒng)的實時控制，以及在線計算和離線計算獲得的負載電壓的對應曲線，在保證供電質量的前提下，選擇合理的發(fā)電機端電壓、投切電容器、變壓器分接頭以及調壓手段等措施，使電網(wǎng)在自動化運行的過程中，盡量降低線損，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。其最優(yōu)的經(jīng)濟運行控制措施如下。

　　1)在保證無功功率平衡的基礎上，利用負載電壓對應的關系曲線進行變壓器分接頭的調整。調整后，當母線電壓降低時，電容器的進行主變分頭調整，變壓器調整時需要進行逐個分接頭調整;當母線電壓升高時，調整主變分接開關檔來降低電壓，無法調整的時就可以停止電容器運行。

　　2)通過調度自動化調整，在保證負載電壓在規(guī)定范圍基礎上，使電網(wǎng)負載電壓在用電高峰期的電壓值高于在用電低谷期的電壓值。

　　3)除非電網(wǎng)調壓能力達到極限，否則不能出現(xiàn)各級電網(wǎng)負載發(fā)生電壓超值的情況。

　　4)調度工作人員要實時控制變電站的無功電壓調整，保證母線負載電壓的穩(wěn)定以及無功電壓補償設備的使用合理。如果使用一切調節(jié)手段后仍無法將負載電壓控制在正常范圍內，需要及時上報上級值班人員進行及時處理。

　　5)在35 kV的電網(wǎng)中，負載損耗約占總損耗的80%，并且負載電壓對應關系曲線一般運行偏高，因此需要適當升高母線的運行電壓。

　　6)在6 kV-10 kV的電網(wǎng)中，變壓器造成的損耗在總損耗中占有絕大比例，其中變壓器空載而造成的損失約為50%左右，特

　　別是農(nóng)村電網(wǎng)在深夜時的空載損耗更為嚴重。因此，就需要在深夜用電量下降后進行適當調整，按電壓的下線運行，從而降低損耗。

　　7)在保證二次電壓處于規(guī)定范圍內的前提下，每個季度進行一至兩次的分接頭檔位調整，從而降低鐵心磁通密度。

　　4 結束語

　　隨著我國的科學技術水平不斷的進步，作為國民經(jīng)濟的發(fā)展支柱，電網(wǎng)將隨著科學技術的發(fā)展進一步加快其調度自動化的進程，從而優(yōu)化電網(wǎng)的運行。如今，調控信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應用于電力輸送，特別是隨著無功優(yōu)化處理，就使得電網(wǎng)調度的無功電壓管理水平得到很大的提高。經(jīng)過理論計算和實際檢驗，在完成無功電壓的優(yōu)化管理后，使得線損率大大降低。因此，有理由相信，經(jīng)過科研工作者的努力，我國電網(wǎng)將以更加經(jīng)濟、環(huán)保的方式運行下去。

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