电网自动化调度的无功电压管理及改进

摘要：目前电力企业中亟待解决的问题就是节能降损，不断提高供电的质量，从而确保电网的安全、可靠与经济运行。电压是对电能质量优劣进行衡量的重要指标之一，而无功补偿则是提高电能质量、平衡系统无功功率、降低线损的主要措施，现已被广泛应用于各种电压等级的电网中。因此，加强无功电压的管理与优化十分必要。基于此点，文章主要对电网自动化调度的无功电压管理及其改进策略进行了探讨。

关键词：电网自动化调度；无功电压；节能降损；供电质量；无功功率 文献标识码：A

中图分类号：TM732 文章编号：1009-2374（2015）06-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0453

1 概述

随着经济的飞速发展，电力在日常生活中的作用越来越重要，这就迫切要求对电网进行优化改造。在电网的改造过程中，要在保证电力系统正常运行的基础上，将安全放在第一位，兼顾经济性与稳定性。当代电网优化改进主要目标和发展主流方向是电网调度自动化，其系统结构图如下图1所示。在电网调度自动化过程中，电网的运行稳定性与无功电压的质量直接相关。无功电压的分配和管理是保证电网调度自动化中电力系统稳定、节能最重要的方面。

2 电网调度自动化中无功电压改进的目的

在电网调度自动化无功电压改进过程中，通过合理地投切无功设备容量和调节发电机电压，对系统进行改造和升级，能够达到提高电网电压稳定性、增强电能质量、降低有功损耗的目的：（1）优化改进后应尽可能使系统采用分块设计的样式结构，软件的设计应注重集成化和归一化以及兼容性问题。同时为了方便软件的管理和实现软件的稳定运行，不同的数据要运用不同方式进行处理；对于不同类型的文件和数据分别建立相应的数据库；代码和数据要分别存放在不同的地方，充分提高软件编写的灵活性和日后维护的可操作性，也为日后对软件的优化和升级带来方便。（2）对电网调度自动化中无功电压的改进应当致力于创造一个粗犷的开发环境，体系中的各个环节、用户数据和软件设计以及操作系统等各个方面都要设计和实现。（3）在无功电压的改进过程中，应用软件数据库应当按照电气元件进行统一设计，设计中还应当充分考虑用户维护的方便性，采取基于图形制作的网络建模工具，实现不同应用只需维护一套画面的目标。对电网调度自动化进行优化改进后应当尽量降低日常的维护开支和减少工作量，使电力系统的各项调度任务能够稳定、经济地完成。

3 电网自动化调度中无功电压管理存在的问题

3.1 无功补偿装置不合理

在我国的电力系统中，电力自动化调度中的无功补偿装置存在不合理的问题，处于电网中的无功补偿设备应用设置方式都是环网手拉手，一般情况下，在设备运行的过程中，都是开环的方式，而这种方式的应用，对电网的稳定性以及其安全性的要求较高。

3.2 管理难度较大

电力系统中，在不同层次、不同区安装了不少无功补偿设备，这是为了使电网的供电质量达到最佳，使得网损得以有效的降低，但是这些设备的安装过于分散，因此，在进行管理的过程中存在较大的难度。

4 电网自动化调度的无功电压管理及改进的具体措施

4.1 电网无功管理

4.1.1 电网调度工作人员必须加强变电站的无功电压调整工作，这样不但能够保持母线的电压质量，而且可以随时进行补偿装置的投切工作；电网调度工作人员应根据实际负荷分时段，充分利用负荷电压的对应关系曲线，在保证无功平衡的基础上对变压器分接头进行调整；当母线出现过电压的情况时，在降低电压的过程中要改变主变压器分接头的档位，如果不能改变档位的位置，就要卸下电容器；如果电压不足，就需要增加几组电容器同时调整变压器的接头，若运行的变压器是有载调压变压器，则需要分别调整变压器的每一个接头。

4.1.2 设置合理的无功补偿设备容量，做好无功电压规划工作，并适当地增加经济分配比例。在管理上，无功电压的建设应该采取分步的方式进行，加强对高压用户无功补偿装置的安装指导，制定相应的管理制度，强化监督。在一些重要的变电站内，应特别注意无功补偿设备容量，配置自动无功补偿装置，运用分组循环投切和合理补偿相结合的办法。

4.1.3 优化网络结构与控制网络的重构。网络重构属于非线性组合优化问题，通过网络重构可以选择开关和改变网络的拓扑结构，改变接触断路器的开闭状态。网络重构的优势在于能够降低网络损耗，减少干扰损失，达到负载平衡状态，改善电压质量，降低运营成本，实现最优运行方式的目的，使系统从不安全状态恢复到正常状态。

4.1.4 在新建变电站所带负荷形成的供电区域中，应当将新建变电站调整到所属供电区域的几何中心上；对于负载不均衡现象，按最短距离进行初次负荷分配；新建站的初始位置应在负载率最高的站附近依次随机生成，直到新建站个数为0，以便于加快整体运算

速度。

4.2 创建自动改进调节无功电压的平台

除了做好无功电压管理外，还需对无功电压进行良好的优化，建立一个有自动控制功能的优化系统。良好的无功电压平台不但可以减少电网管理人员的工作量，还能使控制系统更加科学化、效率化和计算精确化。对无功电压系统的升级和改进不能盲目，应根据电力系统现实情况中出现的问题采取对应的改进措施。

4.2.1 控制目标：在电力系统设备安全稳定的运行条件下，利用全网内无功电压补偿的方法对无功电压管理进行升级和优化；电力工作执行前对系统中非相关设备进行较准确的估计，减少变压器的改变次数，最大可能地减少开支，降低电力系统运行过程中的开销。相关的电力部门人员要有扎实的专业知识，能自觉遵守安全行为准则和相关工作规章制度的要求。

4.2.2 优化原则：在进行电网调度自动化优化过程中，应在电力系统能够协调高效运行的同时进一步提升其自动调节的能力，在确保运行的电网时尽可能地实现负载电压达到额定值的要求，将电能传输过程中在电线上的损耗降到最低。

4.2.3 系统功能：（1）通过电网调度自动化以及无功补偿后，调压变压器能够调节指令控制开关、控制系统能够获取无功补偿设备投切指令及其控制信息，然后在工作站处理后再反馈回SCADA系统中执行；（2）控制系统在使各个位置的电网负载都满足条件的情况下，调节各级电网中的无功功率，让它们进行合理的分配，确保各层无功电压的均衡；（3）相同等级电网的同变电所使用电容器的先后次序需要进行统计。

4.2.4 约束条件：调压开关动作的次数以及母线负载电压应保证在允许范围内，同时电容器投切次数也需要满足系统的要求，达到合格的供电效率。

5 结语

综上所述，随着我国经济水平的不断提高以及人们生活水平的提高，对于电能的安全与可靠性的要求也越来越高。随着现阶段我国电网自动化调度水平的不断发展与进步，电力系统中的无功电压得到了进一步的管理与优化，但是在对无功电压进行管理的过程中，仍然存在一些问题，因此，对管理进行改进与加强有利于提高电力系统电压的质量、改善电能的质量、平衡无功分布、有效降低有功线损有着十分重要的现实意义。所以，在实际操作的过程中，要对无功电压的管理进行重视，全面认识当前无功电压管理中存在的问题，并在此基础上选择科学有效的方法进行改善，从而使无功电压的管理水平得到不断地提高，保证电网的安全稳定运行，进而使电力部门的经济效益得到不断提高，实现持续稳定的发展。

参考文献

[1] 胡高峰，高金梅，宋珂全.无功补偿技术对低压电网功率因数的影响[J].中国电力教育，2011，（15）.

[2] 张雪倩.10kV以下配电网无功电压自动集中控制系统[D].苏州大学，2013.

[3] 罗燕嘉，于佳佳.浅谈电网无功电压优化控制措施

[J].中国科技博览，2011，（12）.

作者简介：杨黎（1981-），女，国网湖北省电力公司孝感供电公司技师，工程师，研究方向：电网安全、稳定、优质、经济运行，电网运行组织、指挥、指导和协调。

（责任编辑：秦逊玉）