林品鳳

摘要：目前，電網(wǎng)電壓管理與無功優(yōu)化問題已引起廣大電力工作者的重視，優(yōu)化方法已得到越來越多的應用。文章探討了電網(wǎng)無功電壓的管理與優(yōu)化措施。

關鍵詞：電網(wǎng)電壓管理；無功優(yōu)化；電壓優(yōu)化

中圖分類號：TM714文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）06-0146-02

無功調整是以分層、分區(qū)就地平衡為原則，盡量使功率因數(shù)達到0.90以上；實際電網(wǎng)調度運行工況是：無功調整分層、分區(qū)就地平衡達不到，避免不了長距離線路或多級變壓器輸送無功功率現(xiàn)象；各級電壓在允許偏差范圍內基本達到，但時有超允許偏差范圍發(fā)生；供電電壓的調整，使電網(wǎng)高峰負荷時的電壓值高于電網(wǎng)低谷時的電壓值（正向調壓原則）不但做不到，而且電網(wǎng)高峰負荷時的電壓值一般都比電網(wǎng)低谷時的電壓值低；對某個區(qū)域性電網(wǎng)和電壓等級在每段具體的時間內沒有一個最優(yōu)的運行電壓值，所以根本談不上電網(wǎng)最優(yōu)電壓經(jīng)濟運行和電壓經(jīng)濟調度。

隨著近幾年我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，全國農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)改造即將完成，電網(wǎng)調度自動化水平大幅提高，SCADA系統(tǒng)（監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）、MIS系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)）、DMS系統(tǒng)（配電網(wǎng)管理系統(tǒng)）、EDC系統(tǒng)（經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)）等EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）的大量應用，使電網(wǎng)調度運行管理水平發(fā)生了質的飛躍。特別是無功電壓優(yōu)化理論的廣泛研究和無功電壓優(yōu)化元件大量應用，使無功電壓管理水平大大提高。通過調度自動化系統(tǒng)實時在線計算和離線計算，從理論上解決了電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓問題和無功優(yōu)化問題。

一、無功優(yōu)化補償功能

1．當電網(wǎng)內各級變電站電壓處在合格范圍內，控制本級電網(wǎng)內無功功率流向合理，達到無功功率分層就地平衡，提高受電功率因數(shù)。

2．依據(jù)電網(wǎng)對電壓、無功變化的需要，計算決策同電壓等級不同變電站電容器組、同變電站不同容量電容器組誰優(yōu)先投入。

3．省網(wǎng)關口功率因數(shù)不合格時優(yōu)化220kV及其下級變電所的電容器組的投切。

二、電壓優(yōu)化調節(jié)功能

1．當無功功率流向合理，某變電站10kV側母線電壓越上限或越下限運行，處在不合理范圍時，分析同電源、同電壓等級變電站和上級變電站電壓情況，決定是調節(jié)本變電站有載主變分接頭開關還是調節(jié)上級電源變電站有載主變分接開關檔位。實現(xiàn)全網(wǎng)調節(jié)電壓，可以達到以盡可能少的有載調壓變壓器分接開關調節(jié)次數(shù)，達到最大范圍的提高電壓水平，同時避免了多變電站多主變同時調節(jié)主變分接開關調節(jié)振蕩。

2．實施有載調壓變壓器分接開關調節(jié)次數(shù)優(yōu)化分配，保證了電網(wǎng)有載調壓變壓器分接開關動作安全和減少日常維護工作量。

3．實現(xiàn)熱備用有載調壓變壓器分接開關檔位聯(lián)調，熱備用有載調壓變壓器，其分接開關檔位調整數(shù)與運行有載調壓變壓器分接開關檔位調節(jié)一致，可迅速完成熱備用變壓器并聯(lián)運行。

自動化系統(tǒng)可以根據(jù)當前的負荷水平，在電壓合格范圍內，進行全電網(wǎng)分析，自動實現(xiàn)高峰負荷電壓偏上限運行，低谷負荷電壓偏下限運行的逆調壓功能，以及順調壓、恒調壓功能。

三、無功管理與優(yōu)化的主要措施

無功優(yōu)化，首先要搞好分層、分區(qū)就地平衡。無功補償?shù)睦硐霠顟B(tài)是各級電壓線路上沒有無功電流流動，各級電壓母線的功率因數(shù)均等于1，避免經(jīng)長距離線路或多級變壓器輸送無功功率。筆者認為，電網(wǎng)無功管理與優(yōu)化的主要措施包括：（1）應本著自下而上，由末端向電源端的順序逐級平衡補償；（2）需補償容量：Qc=P（tga1-tga2），P為最大負荷月平均有功功率；（3）調度員要加強對變電站無功、電壓的調整，保持變電站母線電壓質量和補償裝置的即時投停；全部補償裝置投入后，變電站母線無功補償仍不能滿足要求時，應匯報有關領導協(xié)調解決；（4）新上變電站或電網(wǎng)改造應盡量考慮無功自動補償裝置；（5）調度機構根據(jù)電網(wǎng)負荷變化和調壓需要對電廠電壓監(jiān)視控制點編制和下達電壓曲線（或無功負荷曲線），電廠和具有無功調整能力的變電站應嚴格按照供電公司下達的電壓曲線自行調整無功出力，值班調度員有權根據(jù)電網(wǎng)情況進行修改，并監(jiān)督執(zhí)行；（6）無功負荷高峰期間，電廠發(fā)電機無功要增到監(jiān)視控制點電壓達到目標電壓值或發(fā)電機P-Q曲線帶滿無負荷為止；（7）無功負荷低谷期間，電廠發(fā)電機無功要減到監(jiān)視控制點電壓降至目標電壓值或功率因數(shù)提到0.95（遲相）以上（或其它參數(shù)到極限），地區(qū)小電廠功率因數(shù)提到0.98（遲相）以上。

四、經(jīng)濟運行電壓調整的主要措施

通過調度自動化系統(tǒng)時實在線計算和離線計算，然后利用負荷電壓的對應關系曲線，在保證電壓質量的基礎上，適度、合理地調整發(fā)電機端電壓和變壓器分接頭、投切電容器及調相機調壓等手段，使電網(wǎng)運行電壓可以達到最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓，從而達到降損節(jié)點效果。經(jīng)濟運行電壓調整的主要措施包括以下幾個方面：

1．在做到無功功率平衡的前提下，然后利用負荷電壓的對應關系曲線，按負荷分時段進行調整變壓器的分接頭。當母線電壓低時，先投電容器組后調整主變分頭，有載調壓變壓器必須逐個分接頭調整；當母線電壓超出偏移上限時，應首先調整主變分接開關檔位，以降低電壓，無法調整時，才將電容器退出運行。

2．在電壓允許偏差范圍內，供電電壓的調整使電網(wǎng)高峰負荷時的電壓值高于電網(wǎng)低谷負荷時的電壓值。

3．在有調壓能力的情況下，嚴禁使各級電壓超限值運行。

4．調度員要加強對變電站無功、電壓的調整，保持變電站母線電壓質量和補償裝置的即時投停；全部調壓手段用完后，變電站母線電壓質量仍不能滿足要求時，應及時匯報上級值班調度員協(xié)助調整。

5．一般35千伏以上的電網(wǎng)中，負載損耗約占總損耗的80%左右，負荷電壓的對應關系優(yōu)化曲線一般偏中上限運行，因此白天負荷重時應提高母線運行電壓。

6．6～10千伏配電網(wǎng)中，變壓器損耗約占配電網(wǎng)總損耗的70%左右，變壓器空載損耗約占配電網(wǎng)總損耗的30%～55%；農(nóng)網(wǎng)變壓器空載損耗約占變壓器總損耗的70%～80%。特別是后半夜運行時，因負荷低，往往運行電壓偏高，造成空載損耗比例更大。所以配電線路（特別是農(nóng)網(wǎng)）在深夜低負荷期間，在用戶對電壓偏移要求的允許范圍內，按電壓下限運行，可使損耗減少。

7．保證二次電壓在正常范圍的前提下，盡量提高分接頭檔位，以降低鐵心磁通密度。該工作不能頻繁做，但不能長期不管，每年應按照季節(jié)分1～2次進行適當調整。

8．因為電網(wǎng)的負荷是變動的，我們不必要對任意負荷點進行經(jīng)濟電壓的調整，從調度的實用性和可操作性，我們可以根據(jù)變壓器的調壓檔位和規(guī)程規(guī)定的電壓偏移值，利用負荷電壓的對應關系分時段按負荷進行經(jīng)濟調壓。

9．已執(zhí)行上款規(guī)定但監(jiān)視控制點電壓仍高達目標電壓值的102%及以上時，100MW以下容量地方發(fā)電機組功率因數(shù)要求達到1（自動勵磁調節(jié)裝置投運）。

10．如果不能通過調度自動化系統(tǒng)時實在線計算，可以通過負荷曲線進行離線計算，同樣可以解決電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓問題和無功優(yōu)化問題，調整運行電壓具體條件如下：

當電網(wǎng)的負載損耗與空載損耗的比值K大于表1的數(shù)值時，提高運行電壓有降損節(jié)點效果。

電壓百分率：α（%）=（U2-U1）/U1。

五、結語

隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，電網(wǎng)調度自動化水平迅速提高，調度監(jiān)控信息系統(tǒng)廣泛應用，特別是無功電壓優(yōu)化理論的廣泛研究和優(yōu)化元件大量采用，使電網(wǎng)無功電壓管理水平大大提高。通過調度自動化系統(tǒng)實時在線計算和離線計算，從理論上解決了電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行電壓問題和無功優(yōu)化問題，為電網(wǎng)調度無功電壓管理與優(yōu)化、為降低電網(wǎng)損耗開辟了光明的前景。目前，電網(wǎng)電壓管理與無功優(yōu)化問題已引起廣大電力工作者的重視，優(yōu)化的方法已得到越來越多的應用；同時，對電網(wǎng)電壓管理與無功優(yōu)化方法的研究仍在深入開展，相信我國明天的電網(wǎng)運行將更加經(jīng)濟、電網(wǎng)將更加完善。

參考文獻

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