江明華

【摘要】配電網(wǎng)電壓合格率是反映供電質(zhì)量的一個顯著指標(biāo)，目前許多變電站都采用了電壓無功補償機制來提升電壓合格率，以提升電網(wǎng)運行能效。本文將主要介紹幾種配電網(wǎng)電壓提升合格率的改善措施。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；合格率；電壓；調(diào)整；無功補償

隨著我國電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子移動設(shè)備走入千家萬戶，社會生產(chǎn)和生活對于用電的需求量與日俱增。在信息時代背景下，進一步提升國家電網(wǎng)的供電能力，并保證供電穩(wěn)定性和可靠性對于保證社會生產(chǎn)和生活的有序運行有著極為重要的意義。配電網(wǎng)直接與用戶相連，是用戶與電網(wǎng)連入的第一道窗口，能夠敏銳的察覺到用戶對供電的各種需求。配電網(wǎng)電壓合格率是反映供電質(zhì)量的一個顯著指標(biāo)，目前許多變電站都采用了電壓無功補償機制來提升電壓合格率，以提升電網(wǎng)運行能效。本文將主要介紹幾種配電網(wǎng)電壓提升合格率的改善措施。

一、配電網(wǎng)電壓合格率與電壓無功控制概述

“電壓合格率”是供電企業(yè)重要的技術(shù)考核指標(biāo)之一，提高“電壓合格率”是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。電壓合格率是指實際運行電壓在允許電壓偏差范圍內(nèi)累計運行時間與對應(yīng)的總運行統(tǒng)計時間之比的百分值。當(dāng)電壓合格率較低的時候，表示電網(wǎng)電壓輸出波動較大，會影響到社會生產(chǎn)和生活的各方各面，嚴(yán)重時甚至還會引起電網(wǎng)大面積的停電事故。

無功補償是配電網(wǎng)安全運營中必不可少的一種控制措施，配電網(wǎng)的無功平衡是保證電能質(zhì)量、提高供電管理水平、降低線路無功損耗、提高供電設(shè)備利用率以及提高經(jīng)濟效益的基本條件。無功控制能夠進一步的提升電壓質(zhì)量，繼而起到提升電壓合格率的作用，無功補償?shù)纳龎簷C制在于有效提高了配電網(wǎng)電路末端用戶的供電電壓，在恒定的功率，補償無功功率能夠有效的降低輸電電流，從而造成配電網(wǎng)電路壓降減少，在配電網(wǎng)首端電壓不變的情況下，末端的供電電壓將會隨之提升。

二、提升配電網(wǎng)電壓合格率的一般性改善措施

1.基于符合預(yù)測的調(diào)壓方法

一般來說，在變電站短時期沒有設(shè)備無改造條件下，對于配電網(wǎng)常用調(diào)壓提升電網(wǎng)電壓合格率的方法一般通常采用裝設(shè)無功自動補償裝置的方式，但其補償范圍存在一定的局限性。理論上利用無功補償機制實際上是一種提升配電網(wǎng)電壓合格率的有效機制，但在實踐上想要實現(xiàn)科學(xué)的對于無功補償點的選取、末端電壓的實時監(jiān)測涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法、計算模型等，具有一定的復(fù)雜性。

目前許多變電站在不改變配電網(wǎng)運行設(shè)備的條件下，主要利用預(yù)測電壓合格率來進行負(fù)荷預(yù)測，通過設(shè)法建立數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型來描述電力負(fù)荷這個隨機變量變化過程的統(tǒng)計規(guī)律，對未來的負(fù)荷進行預(yù)測，實際上是一種基于符合預(yù)測的調(diào)壓方法。線路電壓損失與線路輸送功率有關(guān)，因此可以通過負(fù)荷預(yù)測，分析負(fù)荷變化對配電臺區(qū)電壓的影響，進行臺區(qū)電壓預(yù)測。其工作流程為：負(fù)荷預(yù)測——電壓損耗預(yù)測——電壓合格率預(yù)測——合格率預(yù)警值的比較——調(diào)壓。如果電壓合格率的預(yù)測并沒有達(dá)到預(yù)警值，那么將不會進行調(diào)壓操作。因此，基于負(fù)荷預(yù)測的調(diào)壓方式的核心在于對負(fù)荷的預(yù)測工作。一般來說，負(fù)荷預(yù)測的真實性和準(zhǔn)確性會受到諸多的因素影響，例如居民生活用電習(xí)慣、大型工程工作與生產(chǎn)時段等，因此收集資料對于電網(wǎng)預(yù)測電網(wǎng)負(fù)荷具有重要的意義。

基于負(fù)荷預(yù)測的調(diào)壓方法，能夠及時掌握電壓變化規(guī)律，提前安排電壓調(diào)整計劃，提高配網(wǎng)臺區(qū)的管理水平。同時由于過多的調(diào)整設(shè)備會影響設(shè)備使用壽命，可根據(jù)短期內(nèi)電壓預(yù)測規(guī)律統(tǒng)籌規(guī)劃，充分利用變壓器的過負(fù)荷能力，減少不必要的調(diào)整。

2.基于電壓監(jiān)測系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功控制

在設(shè)備存在改造條件，基于電壓檢測系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功控制系統(tǒng)是現(xiàn)代研究中，具有有效調(diào)整配電網(wǎng)電壓，提升電壓合格率的有效模式。對這種模式的研究包含以下幾個內(nèi)容：

電壓監(jiān)測系統(tǒng)的功能需要同時滿足到對輸出電壓的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)管理、分析、查詢等。主要功能需求如下：

電壓數(shù)據(jù)采集功能：利用數(shù)據(jù)傳感技術(shù)、遠(yuǎn)程技術(shù)，在電網(wǎng)各線路安裝數(shù)據(jù)采集器，主站系統(tǒng)通過設(shè)定電壓監(jiān)測的采集周期，并形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。監(jiān)測采集具有智能化特征，數(shù)據(jù)采集能夠自動對缺失數(shù)據(jù)補采，同時能夠利用遠(yuǎn)程技術(shù)實現(xiàn)人工的統(tǒng)計、對某時間段的數(shù)據(jù)采集的單獨提取。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：配電網(wǎng)電壓所有監(jiān)測點的電壓極值數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、所有監(jiān)測點電壓合格率統(tǒng)計、綜合合格率統(tǒng)計。所有統(tǒng)計時間間隔均由主站統(tǒng)一制定。

自動生成報表功能：對監(jiān)測系統(tǒng)所有采集到的數(shù)據(jù)進行自動生成報表主要包含有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)報表、電壓合格率報表。

數(shù)據(jù)查詢功能：電壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置分級用戶，不同級別的用戶可以查詢到不同等級的數(shù)據(jù)。查詢功能主要包括對電壓合格率的綜合合格率（各個時間段）、系統(tǒng)綜合查詢應(yīng)能按單位、按農(nóng)城網(wǎng)類別、按 ABCD 類別分別進行，并可進行逐層跟蹤查詢以及異常查詢，方便定位異常點進行異常情況分析。

三、配電網(wǎng)電壓合格率的改善措施分析

1.配電網(wǎng)電壓管理問題

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷深入，現(xiàn)階段對于配電網(wǎng)供電質(zhì)量的管理已取得了明顯的成效，有效的提升了配電網(wǎng)的供電可靠性和穩(wěn)定性，通過遠(yuǎn)程設(shè)計有效降低了電網(wǎng)監(jiān)護人員的工作強度。但從配電網(wǎng)電壓合格率管理的角度來講，仍舊存在一些管理方面的問題，促使電壓合格率較低：

第一，變電站對于電壓質(zhì)量管控缺乏正確的管理理念，在配電網(wǎng)與運行過程中，無論是出現(xiàn)電壓升高或者是電壓降低的情況都會增加用電成本、增加電能損耗同時還會危及到用電的安全性。許多變電站的日常管理中都十分重視對電壓合格率的監(jiān)控和管理，但工作人員卻對電壓合格率的管控集中在對電壓的安全性和可靠性的管理上，而對電壓值的變得趨勢監(jiān)控的不夠仔細(xì)，特別是在無人值守的變電操作，使得對電壓調(diào)整的操作存在一定的滯后性，造成了電壓合格率的降低。

第二，變電站配電網(wǎng)無功優(yōu)化設(shè)置較為落后。對配電網(wǎng)的無功補償建設(shè)有助于提升電網(wǎng)電壓合格率，但從目前許多變電站的建設(shè)情況來看，無功補償設(shè)置工作還存在一定的局限性。一方面是許多地區(qū)的設(shè)備改造經(jīng)費有限，特別是偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)以及山區(qū)，對于變電站無功優(yōu)化建設(shè)的工程量大，所需的人力資源和經(jīng)濟資源十分龐大，而當(dāng)?shù)仉娏Σ块T并沒有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟實力來進行電網(wǎng)設(shè)備的改造，另一方面則是許多電力部門對于配電網(wǎng)的無功定值管理存在疏忽，對各級配電網(wǎng)的無功功率平衡狀態(tài)以及電壓合格率的監(jiān)管不夠深入，對變電站配電網(wǎng)無功優(yōu)化的操作也存在一定的不合理安排，致使地區(qū)電壓合格率大大降低。

第三，針對配電網(wǎng)電壓合格率的高新技術(shù)應(yīng)用范圍過于狹小，技術(shù)革新是提升配電網(wǎng)電壓合格率的關(guān)鍵元素，仍有不少電力部門保持著傳統(tǒng)的運行方式在當(dāng)前許多地區(qū)的電力系統(tǒng)建設(shè)中使用，導(dǎo)致在大量的人力物力投入后，應(yīng)有的效果并不能得到。最明顯的就是 AVC 系統(tǒng)從監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)來看，并未得到廣泛的配置使用，使得無功電壓計算的精確化與自動化難以取得新的進展，僅僅由人力所控制的電壓管理還是一如既往的不斷產(chǎn)生問題。

2.改善措施

為了進一步提升電壓合格率，保證配電網(wǎng)供電穩(wěn)定性和質(zhì)量，針對配電網(wǎng)電壓合格率的改善措施如下：

首先，電力部門應(yīng)該進一步健全對各級配電網(wǎng)的無功電壓管理，通過制定完善的管理工作制度，從配電網(wǎng)的日常無功電壓的管理入手，將各級配電網(wǎng)的設(shè)備更新、優(yōu)化和相關(guān)規(guī)范建設(shè)提上日程，并制定科學(xué)有效的具有針對性的管理方案。

其次，電力部門應(yīng)該結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，有階段性的更新各級配電網(wǎng)的無功補償配置設(shè)備或者優(yōu)化。電壓合格率的提升有助于提升對電能的高效利用，提升城市經(jīng)濟發(fā)展效率，電力部門應(yīng)該根據(jù)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展實際情況，選擇有階段性的更新各級配電網(wǎng)的無功補償設(shè)備，特別是工業(yè)集中地區(qū)、生活區(qū)，以降低不必要的配電電能損耗。

再次，對于已經(jīng)更新和優(yōu)化了無功補償設(shè)備的變電站，應(yīng)該采用科學(xué)的管理方法，提升無功補償配置設(shè)備提升電壓合格率的效率。一方面，變電站應(yīng)該定期的培訓(xùn)相關(guān)員工，確保員工對電壓合格率控制和監(jiān)控的正確認(rèn)識，另一方面，對電壓監(jiān)測儀運行維護和技術(shù)加強改造，使指標(biāo)監(jiān)測自動化水平提高。應(yīng)該優(yōu)先分析指標(biāo)差、環(huán)比波動大的監(jiān)測點，規(guī)范電壓合格率指標(biāo)統(tǒng)計分析，為優(yōu)化電網(wǎng)運行和規(guī)劃建設(shè)立項提供依據(jù)。

最后，電力部門還應(yīng)該結(jié)合智能電網(wǎng)的建設(shè)，實現(xiàn)配電網(wǎng)電能供應(yīng)質(zhì)量的全面提高。

結(jié)束語

電壓合格率是對供電能力評估既是技術(shù)指標(biāo)，同時也是經(jīng)濟性與可靠性的重要指標(biāo)，配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電能力可以在很大程度上反映系統(tǒng)的安全性、可靠性成都。因此，在配電網(wǎng)的日常管理中，我們要重視到電壓合格率的管理，并采取科學(xué)的方式調(diào)整。

參考文獻

[1]朱偉峰.基于改進遺傳算法的配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化配置[D].天津：天津大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2012

[2]程顯蒙.基于GPRS的遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計[D].西安：西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2013

[3]孟慶立，楊濤，耿長龍等.電網(wǎng)無功現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013，6（2）：242.

[4]苑舜，韓水.配電網(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置[M].中國電力出版社，2013.

[5]劉健，閻昆，程紅麗等.樹狀配電線路并聯(lián)電容器無功優(yōu)化規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，11（18）：81-84.

[6]孫毅，劉俊勇，沈曉東等.基于有記憶的模擬退火算法的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化[J].配置電力自動化設(shè)備，2013，23（10）：21-24