基于区域平衡的电力系统无功电压管理

郑红梅 王杰

[摘要]自从20世纪到现在，因为电压不稳定导致整个电力系统的瓦解事故，经常在国内外大电网发生，导致大面积停电的情况以及巨大经济的损失。电力系统电压的崩溃一般是因为系统里面某一条母线和某一个区域电压不稳定所引起，之后会扩散到整个电力系统，最终使得整个系统瓦解。所以如何将电压崩溃现象防止好，并且将整个电压的稳定性提高，是目前很多研究者非常关注的问题。本篇文章主要提出无功电压的管理方法，给相关运行的管理人员一些决策的信息。

[关键词]区域平衡；电力系统；无功电压管理

随着我国科技的不断进步以及我们国家的经济不断发展，我们国家人们的工作用电和工作用电需求不断增长，为了可以将人员对于整个电力需要满足，我们国家不断对电力系统进行改进，可以因为资金和坏境等各个方面因素限制，同时我们国家电网的结构较为薄弱，相关设备还不够先进。现在电网运行的状态和最开始设计的时候比较起来，有非常大的改变，存在的一些问题对电力系统正常的运行造成了很大的影响和一些安全的隐患问题。并且因为电压直流的输电系统都是并网运行，怎样将电压稳定性维护好时非常重要的事。存在的一些安全隐患，会对整个电网系统安全产生威胁。并且存在的这些隐患，可能会使得电压崩溃的现象产生。

1.无功功率平衡和电力系统的稳定运行

无功功率平衡与否对于电力系统的运行有非常重要作用，要想保证电力系统正常的运行必须要让无功的功率平衡。无功的功率是指在电网运行的时候，产生的所有无功功率需要和整个电力系统里面各个环节上面无功功率的耗损和一样。在电力系统里面无功功率的耗损主要是变压器和线路无功的耗损。在整个电力系统里面，很多情况下，相关用电设备所用无功功率和所增加电压有很大的关联。在额定的电压情况下，电压变化和无功功率变化成正比，无功功率会随着电压上升而增加，相反也是一样。但是假如整个电力系统里面出现无功功率的缺额现象，整个系统的负荷电压会下降，对无功功率吸收量会减少，这样才能够确保无功功率平衡。在电力系统里面。不稳定系统的无功会引起电力系统电压的崩溃，在电压出现崩溃之前，珍格格系统会处于重负荷运行状态，整个系统里面无功非常紧张，线路上面的传输工作基础处于极限的位置。假如电力系统里面无功储备很充足，电力系统电压能够处于稳定状态，但是假如无功的储备存在缺额的现象，会导致整个电力系统崩溃，最终导致整个或者是部分系统停电。

2.无功的区域平衡

电压系统崩溃和不稳定主要是因为系统的局部区域没有足够的无功。区域的无功不够主要原因是：整个系统的无功储备不够；整个系统在其他的地区还有比较多无功的储备，没有办法将无功传给需要的区域；第一种的情况要通过将系统里面无功的储备增加来解决，但是第二种情况就需要对整个系统无功的流动合理分配和协调。因为无功的平衡有很强的局部性特征，整个系统的无功应该要划分层次进行管理，所以讲整个电力系统进行子区域的划分。

2.1区域的划分目标

区域的划分主要是将整个电力系统里面节点根据电气的联系程度进行子区域的划分，该区域需要满足下面几个情况：

①各个区域要尽量保证互相产生的影响比较小；

②各个区域里面不会还有其他区域节点，并且节点间的耦合度要尽量保证很大，在每一个区域里面要都要有足够无功的电源储备来对整个区域电压的变化控制好。

③整个电力气筒里面的区域划分数目不要太多，太多会对整个电力系统的管理运行效率产生很大的影响。

④每一个区域的大小也就是节点的数量要尽量适当，太多会难以控制，太少就没有很大的意义。

2.2区域划分中存在的问题

2.2.1没有统一验证的标准

现在还没有建立好统一验证的 标准，各种校验的方法都会存在一定局限性，假如无功的储备是在专家的指导下面进行，需要建立好一个明确检验的标准。

2.2.2大多处于理论的研究阶段

目前所产生的算例有很多系统都是标准稳定的系统，不能够将算法实际的效果体现出来，但是再实际电力系统里面会存在很多不稳定的问题，所以目前很多研究都没有在实际的系统里面进行检验，大多数的研究还是停留在理论研究的初级阶段。

3.无功电压的管理

3.1基本原理

现有无功电压的管理研究主要是用系统无功的储备和电压的稳定联系思想，重点对两者之前的关系进行定量研究，表明增加无功能够将电力系统电压的稳定度明显提高。

3.2研究现状

经过一系列的研究，现在无功电压管理主要是侧重电压管理和无功管理两个方面。

侧重电压管理方法是对划分的区域谅解，将区域里面的节点情况掌握好，将区域里面电压的中枢节点选好，并且确保节点电压在规定的范围里面，一般会用到无功补偿和无功储备的方法。在实际电力系统无功电压的管理里面，要把无功电压的管理和电压的管理两者结合起来。对区域划分无功的电压进行管理，确保每一个区域里面电压的稳定性，才可以讲电力系统电压的稳定性确保，防止出现电压崩溃的情况。

侧重无功管理方法主要分为下面几种，第一种是调整电力系统里面的无功与有功分布的情况，使得整个系统里面的电压稳定，该方法能够对系统运行的方式产生直接的影响。第二种方法是调整、安排和改善系统里面无功的电源稳定，从而对系统电压的稳定性起到维护的作用。第三种方法是，将整个无功的储备管理看成优化的问题来处理，该方法是重新在发动机里面注入无功，并且对无功进行合理安排，让发动机无功的储备不断增长，最终将整个电力系统里面整体电压的稳定性提高，该方法能够不改变有功的分布情况，最终的目的是把整个发动机无功的储备提高，将系统耗损降到最低。

4.讨论

因为不能够及时处理因为薄弱区域电压的稳定问题，使得整个电力系统出现大规模崩溃的现象。因此按照规定的标准将整个电力系统分为各种不同区域，重点监视电力系统区域里面经常会产生崩溃的区域，对出现崩溃的问题及时解决好，能够将发生电压崩溃的事故很好防止好。本篇文章主要提出无功的电压管理方法，能够将区域电压问题有效解决，保证整个电力系统正常的运行。

参考文献

[1]陈静.基于区域平衡的电力系统无功/电压管理[D].大连理工大学，2008.

[2]胡晓.基于区域平衡的电力系统无功电压管理[J]. 企业技术开发，2013，18：105+107.