变电站无功电压优化控制策略分析

李娜　张继强

摘要：现阶段，随着现代社会发展水平的不断提升以及科学技术的进步发展，我国的电网发展速度不断加快。从专业化角度出发，变电站无功电压的合理优化控制成为对电网安全化、稳定化以及经济化运行的重要要求。我国的大规模无功电压控制方法仍然是以计划指令为主，也就是上级电网按照季度下达的无功功率补偿的相应指标，对下级电网进行控制。其局限性在于难以适应电网的变化运行要求。本文就变电站的无功电压的合理化优化控制策略展开详细论述。

关键词：变电站；无功电压；优化控制策略

0引言

从某种程度上讲，电压是衡量电能的指标之一，其影响因素有电力系统中的无功不足与无功分布情况不科学[1]。现阶段，随着现代化电力行业进步发展，广大客户对于电能质量水平的要求更加严格，因此我们要借助科学化的手段来降低变电站的网损情况，尽量改善其电压水平，确保电压的稳定性以及可靠性。

1 变电站无功电压优化的基本论述

（1）变电站无功电压优化的特点。目前，变电站中的无功电压控制存在动态性、离散性、非线性、大规模以及不连续性的特点，电压无功控制主要是指在满足多种约束条件的基础上，最大限度利用最少的无功投入来有效改善变电站电压的实际质量水平，在一定程度上减少网损。具体来说，变电站中的无功控制借助合理调整端电压、无功补偿设备以及系统中变压器的分接头位置，并有效利用先进化以及科学化的人工智能化管理技术，建立起变电站无功的优化控制数学化模型。采用负荷预测的方法，实现变电站的无功优化控制。

（2）变电站中无功平衡以及电压之间的关系。从专业化角度出发，当隐极发电机在经过了一段线路然后再向负荷进行供电的时候，若有功功率已经被确定，则发电机能够送到的无功功率可以表示为：

从公式中我们可以看出来，当公式中电势E被确定为定值的时候，则Q以及V之间的关系可以如图一所示，其中曲线1就是两者之间的关系，而负荷的实际无功电压情况则如图中的曲线2所示。图1中的曲线1以及曲线2之间的交点可以有效确定运行电压Va。从某种程度上讲，当负荷不断增加的时候，无功电压的实际特性情况则表示为图中的曲线2。但是如果无功电源并未增加，那么其特性还是可以用曲线1来表示。而且曲线1与2之间的交点则是全新的运行点，而且Va‘则是负荷的电压。从以上的情况可以看出，无功功率缺乏，会造成电压下降，而无功功率相对来说比较充足的话，则电压就会不断提高。那么就可以在一定程度上充分满足在负荷上的无功增加，确保负荷的实际电压程度[3]。

2 变电站无功电压优化的控制措施

（1）合理优化相应的数学模型。从专业化理论角度来看，为了降低电力网损，不断提高设备实际寿命，需要将变电站二十四小时的网损最小作为其目标函数，把相关设备的动作次数以及母线电压的实际质量合格情况作为其约束条件，其控制方法是电容器组的投切以及有载调压变压器的分接头控制调节，从而有效建立优化的专业化数学模型，具体表示为：

（2） 负荷分段方案的合理化控制优化。因电力系统中的负荷变化具有连续性的特点，然而用于优化的负荷应属于分段静止的，所以就必须对连续性的负荷实施阶梯性的分段划分，将每个分段划分内的负荷假定为保持不变的。其分段原则主要是把负荷变化幅度相对较大的阶段实施分开划分，满足各个划分段内部的实际电压合格率。从负荷分段方法上来看，可以把预测日的标准化负荷曲线看成是首尾相连的。为控制好目标函数，应实施两次分段，第一次控制方案把主变压器的实际分接头动作次数作为约束条件，明确主变压器的实际分接头档位。第二次把电容器组的实际投切次数作为约束条件来明确投切方案; （3） 段内方案的二次优化。二次优化需对大时段内部的负荷进行优化，确定预测日的主变压器在分接头方面的档位。借助电容器实际投入组数量与主变压器分接头档位情况来确定优化控制方案，确保网损最小化与母线电压达到合格水平。若任意组合方案的母线电压都不合格，则选择最接近实际合格标准的组合方案; （4） 明确设备动作最终方案。在对变电站的电压、无功进行优化控制期间，因需充分考虑到设备的实际动作次数制约情况，所以不可以按照之间原有的静态化无功控制的计划方案来实施无功补偿。预测日负荷的划分期间，需要充分考虑到优化方案在实际求解方面的复杂程度，若如果分段过多，尽管优化控制方案已经最接近实际，而且网损降低程度相对较高以及电压在合格率上也相对较高，但是相应的优化方案在具体求解上却是十分复杂。具体设备调节次数会在一定程度上日益增加。

3结语

总而言之，在我国的配电事业发展过程中，变电站担负着非常重要的无功调节职责，关系到电网的安全经济运行。因此，需要对变电站的无功电压进行合理化优化控制。具体来说，在实际控制期间，可以通过合理优化相应的数学模型、负荷分段方案的优化、段内方案的二次优化以及明确设备动作最终方案等，发挥电压无功优化控制的实际意义。

参考文献：

[1]骆永安.变电站无功电压优化控制策略分析[J].机电信息, 2011(33):37-38.

[2]商云龙.变电站无功电压优化控制策略初探[J].科技传播, 2013(18):58+61.

[3]刘宪栩,陈学民,高峻.城西电网无功优化控制策略探讨[J].天津电力技术,2010(02):27-29+17.

[4]刘方,顾宝刚.调控一体模式下无功电压自动控制软件的应用[J].电气时代,2012(11):68-70.endprint