国内电网无功电压的优化控制方案

国内电网无功电压的优化控制方案
摘要电网无功电压的优化配置，是确保我国电网安全、可靠运行的基本保障，同时降低电能损耗，实现电网运行的经济效益与社会效益。

本文首先控制无功电压的意义，再对优化控制方案进行深入探讨。

关键词电网；无功电压；优化控制
电压是衡量电能质量的重要指标之一。

电压的质量对电网运行安全性、经济性发挥重要作用，可有效确保电能的安全生产、电能质量，以及设备的安全性与使用寿命等。

无功电压与有功电压一样，都可确保电力系统的电能质量，减少电网消耗，提高运行安全性。

随着我国电力系统的不断发展壮大，电网之间的互联能力加强，电力系统复杂性也有所增加，加快优化控制电网无功电压已势在必行。

1 优化控制电网无功电压的意义
通过电网无功电压的优化控制，可有效降低电网损耗率、提高电压运行合格率，确保系统运行的稳定性与安全性。

在电力系统中，无功电压的分布是否合理、电压质量优劣等问题，对电力系统的经济运行产生直接影响。

通过调节无功电压，合理应用，既能提高电压合格率、改善电压质量，也可降低电网消耗，降低运行成本。

随着社会的发展与进步，传统的离线数据控制无功电压的手段已经落后，无法满足现代化电力企业运行需求。

因此，建立自动化电力系统，实时跟踪电力系统的运行状态，并以实际数据为控制关键，已成为我国电网无功电压的应用与研究热点，越来越受到关注。

深入研究电网无功电压的优化控制，促进理论与实践相结合，对电网无功电压的资源优化配置具有重要意义。

2 电网无功电压的实现功能
2.1 电网无功电压的补偿
在整个电网系统中，各级变电站的电压控制在合理范围内，将本级电网中的无功功率趋于合理状态，实现无功功率的就地平衡，提高自然功率因数；对于同一电压等级的不同变电站电容器组，应通过计算来确定优先投入部分；同一变电站中的不同容量电容器组，也应通过计算来确定优先投入部分。

2.2 电网无功电压的调节
在无功电压功率合理的前提下，如果变电站的母线电压处于超下限或超上限运行状态，应分析同电压等级、同电源的变电站以及上级变电站中的电压情况，然后决定是调节上一级电源变电站中的有载主变分接开关，还是调节本变电站中有载主变分接开关；在电压合格的范围内，进行逆调压；减少电压变联的运行台数，以减少在用电低谷期的母线电压；对有载调压变压器的分接开关进行优化配置，优化开关调节次数；调节热备用有载调压变压器的分接开关。

2.3 电网无功电压的综合优化
如果变电站中的10kV母线电压超过了上限，应首先将主变分接的开关档位降低，如果仍不能符合要求，再将电容器切断；如果变电站中的10kV母线电压超过了下线，则首先投入使用电容器，如果仍不能符合要求，再提高主变分接的开关档位，尽量合理投入电容器数量，
2.4 电容器的优化配置
根据电网中的实际负荷量，计算各个变电站中电容器的单组或者多组容量的最佳值，为改造电容器或者增加电容器数量提供参考依据。

通过电网电能损耗的在线计算，提供实时报告，实现电网的经济调度。

3 无功电压的优化控制措施
电网的无功优化控制，应遵循“分层、分区就地平衡”原则。

无功补偿的理论最佳状态为各级电压线路上都不会产生流动的无功电流，且各级电压母线的功率因数为1，避免通过长距离的线路运输或者多级变压器运输无功功率，造成不必要的耗能损失。

电网无功电压的优化管理，可做到以下几方面：
1）遵循自下而上、自末端向电源端的程序，实现逐级补偿；
2）由于电网中的负荷量是不断变动的，因此不需要调整任意负荷点的经济电压。

以操作性和实用性为出发点，可以根据变压器的调压档位及相关规定，利用电压负荷的对应关系，对电压实行进行段调节；
3）调度员应注重调整变电站的无功电压，确保母线电压质量，并即时投停补偿装置，当所有的补偿装置都投入使用，变电站的母线无功补偿仍不能满足运行要求，则应及时汇报领导协助解决；
4）在电压允许的偏差范围之内，对供电电压的调整，应该确保在用电高峰期的电压值比电压低谷期的电压值略高；同时注意，在具备调压能力的情况下，各级电压严禁超限值运行；
5）在6kV~19kV的配电网中，一般变压器的损耗程度约为配电网总损耗的70%以上；变压器的空载损耗程度则占配电网总损耗的约30%~55%；而在农村电网的变压器中，空载损耗程度为变压器总损耗的约70%~80%，尤其在后半夜的运行期间，由于负荷量较低，所以运行的电压往往偏高，造成空载损耗的加大。

因此，配电网的运行，尤其是农村电网应该在深夜等负荷较低期间，在满足用户电压基本要求的前提下，采取电压下限运行方式，可减少损耗率。

4 确保无功电压控制的安全性
电网无功电压优化控制方案的实施，必须建立在电网运行及设备运行安全的前提下，本文提到的各种电网无功电压优化控制方法，主要从自动化控制系统中获得保护动作信息，实现优化控制。

应该注意的是，当前国内电网中的保护动作多为瞬间发生，如果对无功电压的优化控制系统，仅通过对保护动作的检测及反馈信息来决定设备闭锁或解锁，一旦发生永久性故障，系统极可能将原本处于故障状态下的设备投入使用，对设备造成损害。

为了改善这一现象，应该在系统中重新设计设备保护信息以及实现同时检测开关位置的变化。

如果系统检测到某个设备发出的保护动作，控制其投切的开关切断，并将此设备始终处于闭锁状态；只有将故障处理完毕后，由调度人员人工切换，再将设备投入使用中，这样可有效避免保护信息对设备造成的误操作，确保设备的正常运行。

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