电网调度运行中无功功率和电压问题的探讨

2016-03-19国网湖南省电力公司衡阳供电分公司湖南衡阳421001

低碳世界 2016年33期

关键词：主网调压功率因数

李谆（国网湖南省电力公司衡阳供电分公司，湖南衡阳421001）

电网调度运行中无功功率和电压问题的探讨

李谆（国网湖南省电力公司衡阳供电分公司，湖南衡阳421001）

在电网运行过程中，需具备一定的无功功率储备，以确保事故后的系统电压大于规定的最低限制值，这对预防电压崩溃事故具有重要作用。基于此，本文主要对电网调度运行中无功功率和电压相关问题进行探讨，以确保电网的稳定运行。

电网调度运行；无功功率；电压

1 引言

电网调度中应具有充足的无功功率电源来满足用户与网络的相关要求，电网调度运行中，无功功率平衡主要是指在一定结点电压下的平衡，若无功功率电源不足的话，将会导致节点电压不断下降。加强对其无功功率及电压的有效控制，对保障电网的正常运行具有重要意义。

2 电网调度中无功补偿设备的配置

在电网调度运行中，有必要安装一些无功补偿设备，以实现对电网中电压的有效控制。在选择无功补偿设备的过程中，应对设备的安装地点、运行性能、容量等进行合理选择，并对其可能出现的运行方式进行分析，使其能更好的满足电网电压的控制需求。在电网调度实际运行过程中，对于系统中的某一点来说，若其具有高水平的短路容量，即在该点上投入负荷电压的波动较小；若应用容量大小相同的补偿设备对其实施补偿，则该点的短路电流水平值在不断降低，即说明其补偿效果良好，这种情况下，该点应实施无功补偿。

电压调节是电网调度运行中的重点内容，当无功补偿装置应用在电网运行中时，会导致补偿装置安装地点的电压值发生变化，这种情况下，电源间的负荷及电势角也会随之变化，因此，为了确保所得数值的准确性，应在相关技术准则中，对其进行详细的统计与分析。无功电流配置及电压调节设备需注意以下方面的问题：①确保每个符合区域各自具备较强的无功补偿及调节能力，以更好的适应地区负荷所出现的变化，另外，在实际应用中，不允许利用传输阻抗来完成高压网的无功输送；②相关设备需具备充足的补偿容量及较强的调节能力，以确保系统在各个运行条件均能安全稳定的运行；③相关设备需具备充足的无功备用量，以便在事故发生后，各个点系统的电压能满足相关要求。

3 无功功率平衡

电网运行中，系统电压水平与平衡水平是呈正比的，平衡水平高低的判断标准是以稳态电压水平来体现的，每个电网都有自身正常和事故后的电压标准。比如，某电网中系统最高允许长期运行电压受设备绝缘水平（CVT）和变压器饱和程度的限制，500kV电压为525kV，系统最低运行电压决定于系统稳定的需要、有载调压变分头范围的要求及厂用电的制约。

为了在可能出现的方式下（包括规定事故后），保持运行中所有输电线路都有一定的稳定裕度，要求各枢纽变电站高于最低电压水平或具有备用无功容量。对无功备用问题，可与有功备用进行比较：某电网有专门的机构对每日的有功进行分析，并将调频、调峰和备用容量考虑在内，同时还在网内装有当大功率缺额时的低周减载装置，前者保证电网频率质量，后者防止频率崩溃。从电网特性这一角度来说，频率和电压最大的不同在于：频率是全网一致的，网中任一点有功出力和有功负荷的变化均会对电网频率产生影响，而电压则是区域性的，各点无功出力和无功负荷的变化对电压变化的影响主要是就地的，因此，需实行分层、分区安排和调节，使无功出力和无功负荷就地平衡。而某电网的实际情况是电力供不应求，不利于电网无功电压的调整。

由于远距离传输无功会产生较大的无功损耗和有功损耗，因此电网无功补偿宜实行分层分区就地平衡原则。所谓分层主要是指各电压层间的无功平衡，尽可能减小层间的无功串动，以减少通过主变传输无功时的大量消耗。所谓分区主要是指110kV以下的供电，实现无功分地区就地平衡；对于220kV以上主网，特别是500kV网，因其通过全网大部分电力，所以搞好它的平衡对获取巨大的技术和经济效益具有重要作用。

4 有载调压变分头调整

变压是消耗无功的主要设备，除了空载无功损耗以外，在进行功率传输的过程中，可通过串联阻抗产生一定损耗，因此，在电网调度运行过程中，应尽量避免通过变压器进行大量无功的传送，特别是在变压器短路阻抗值较大的情况下，因此，应对变压器受电功率因数进行有效控制。

对有载调压变压器，改变分头是调压的一种手段，但其只有在系统具备足够的无功前提下，才能在通过变压器传输不同功率时，对电压进行调节，但仍不能改变系统无功需求的平衡状态，若系统无功缺额较大的话，由于要保持低压侧的电压水平而调分头，这种情况下，则会将无功缺额全部转嫁到高压网上，使主网电压严重下降。因此，对有载调压变调分头应有一定的限制规定：①高压侧（220kV）电源电压大于95%的额定电压时，可按变压器受电功率因数对其进行掌握，高峰时受电功率因数应大于0.95，低谷时受电功率因数可小于0.98，先对受电功率因数进行调节，在合格后再调变压器分头；②当高压侧电源电压小于95%的额定电压时，应投入电容器，同时停止分头的调整。

5 电网调度运行系统的电压控制

在电网调度运行过程中，应对电压实施统一的调度分级管理，变电站、发电厂等在运行过程中，应依据相关调度部门所给定的电压曲线来进行有效的监测与调整，保证变压器受电功率因素、发电功率因素、母线电压等处于合理范围，相关调度部门应依据高压母线电压曲线带形式下达相关的电压控制曲线，以便于对电网中的控制点及中枢点进行有效控制。在实际应用中，应注意以下几点：①根据逆调压原则，在电压允许偏差范围内，确保高峰时电压值高于低谷时；②将电网的下一级网络电压控制在额定电压所允许的偏差范围内；③在确保电力网络安全可靠运行的同时，还应加大对其的资金投入力度；④将现有补偿设备、调压设备等设备所具备的调压功能充分发挥出来。

调度部门除对所属发电厂、变电站进行电压的调整、监督和指挥外，调度部门之间（主网调度与地区网调度）在电网电压管理方面也应建立明确的分工关系。这种分工关系主要是指电网主网和地区网间的无功电力交换和保证母线电压水平的分工关系，表示主网和地区网调度电网间无功功率交换的指标是变压器受电功率因数，在对其进行实时监视的同时，还应按规定的交换基本原则将其控制在合理范围内：高峰负荷时，主网变电站二次侧受电功率因数大于0.95；低谷负荷时，主网变电站二次侧受电功率因数小于0.98。