地区电网电压调控优化与分析方法

唐现刚

摘 要：本文对地区电网电压调控进行了简单的介绍，分析了调控分析方法，针对地区电网电压调控优化思路和策略进行了深入的研究，结合本次研究，发表了一些自己的建议看法，希望更好的实现对地区电网电压的分析，对调控优化起到一定的参考和帮助，提高电网运行的安全性和稳定性。

关键词：电网电压；调控优化；分析方法

中图分类号：TM711 文献标识码：A

随着互联网技术的发展，电力系统的安全性有了显著的改善和提高，但是受到区域电网运行方式以及无功电压耦合的增加，很大程度上增加了电力系统无功电压调控的复杂性。在进行区域之间的无功电压调控分析时，不仅要考虑到区域调控方面的约束，同时还需要对区域与层级之间的约束有充分全面的分析考虑。现阶段地区电网之间的无功耦合程度越来越高，调控的影响也有了显著地增强，在这种情况下，AVC系统（如图1所示）在调控策略以及调控方式等方面需要对地区电网的调控能力以及调控目标进行充分全面的分析考虑，做好地区电网的调控配合工作，为电网调控目标的实现打下良好的基础，本文就此进行了研究分析。

一、地区电网电压调控

当前很多地区地网在无功分布方面还没有全面实现就地平衡，上下级电网、不同区域同级电网之间在调控配合方面还存在较大的问题。为了实现对这些问题的科学合理解决，实现在电压控制方面的目标，就必须要保证无功配置可以满足峰谷时段无功方面的实际需求，借助相应的调控策略组合，将调控系统的能力充分地发挥出来，更好的实现在目标控制方面的协调优化，更好地满足控制主体方面的实际需求。如果在配合方面无法满足其需求，那么电网在无功电压的调控方面将很难满足系统调控需求，导致上下级电网以及不同区域同级电网之间有不合理流动现象出现，对电网的无功电压调控水平带来很大的影响，导致系统的安全性和稳定性受到严重威胁，情况严重时，可能会出现电压崩毁。

地区电网的调控失配主要表现在变电站负荷侧电压、变高侧电压等方面，无法达到调控运行的相关需求，也一定程度上反映了上下层电网在调控状态控制法方面的无效性。具体表现在以下3个方面：在空间特性方面，地区电网无功配置很难满足电网负荷特性方面的变化在电压调控方面的需求，导致调控资源受到限制，调控策略的落实得不到物质方面的支撑，最终难以实现调控目标；在时间特性方面，因为地区电网在自动控制方面缺乏完善性，AVC系统就地校正控制的主要控制目的是低压侧电压以及变高侧无功，在实现控制目标之后系统停止响应，难以进一步优化控制，最终导致无法实现对调控失配方面问题的预防以及控制；在目标特性方面，上下层电网调控的目标以及需求有较大的差异性，很难同时得到兼顾，不同层级电网的调控需求不存在交集，但是会影响各自控制目标的实现，下层电压调控受到上层电压调控影响，下送无功量变化受到下层无功流动变化影响，本地区状态会随着相邻地区的调控而发生相应的转移。

二、调控分析方法

（一）三维分析体系

在地区电网电压调控方面，可以从时间、空间、目标3个维度开展分析。空间维度方面的分析更多的强调客观负荷总量以及无功电压调控资源之间的适应性，对区域电网无功电压调控资源配置的充裕性进行考虑；时间维度方面的分析则重点强调客观负荷时变性与 时序性之间的适应情况，对控制策略以及控制动作的完整性、合理性进行评估；目标维度方面的分析则重视多级调控主体之间的协调，可以用来实现对调控机制与调控原则之间的适应性以及协调性进行评估。通过在空间以及时间维度方面的分析，如果不同调控主体之间的联络变量处于合理范围之外时，将会导致目标维度方面的配合问题凸显出来。

（二）数学分析模型

变电站属于无功电压调控方面的直接载体，对其建立其相应的数学分析模型，可以为无功电压调控的分析打下良好的基础。该数学分析模型为等值分析模型，其主要组成部分有等值系统、主变、负荷、无功补偿装置。将等值系统和主变高压侧连接，将负荷和中压侧连接，将无功补偿装置和低压侧连接。等值系统的主要组成有无穷大电源以及系统短路电抗，平衡点为高压母线，因为这种方式无法将无功电压调控作用反应出来，因此还需要增加电势作用，用来实现对上层电网的描述。系统短路电抗越小，等值系统和变电站之间的连接将越密切，电压水平受到电压调控以及符合变化方面的影响就越低。

三、地区电网电压调控优化思路和策略

首先，在空间维度方面，需要对无功现有配置以及无功需求之间的矛盾进行详细的了解和分析，对地区负荷自然增长情况进行充分全面的考虑，变电站之间的配电规划很可能无法满足地区电网电压调控方面的实际需求，在这种情况下，要全面考虑其发展趋势，采取新增配置的方式保证其可以满足在调控方面的需求。

其次，在 时间维度方面，主要是研究站点AVC系统控制策略和当地负荷特性之间的关系，变电站AVC系统属于单策略动作控制系统，在动作选择方面往往由单一策略来控制，如果策略的控制难以适应负荷峰谷变化的变化，将很大程度上降低控制效果，甚至会有主动闭锁现象出现。

最后，在目标维度方面，需要做好对区域上下级层电压控制目标进行分析研究，判断其是否存在冲突和矛盾。220kV变电站无功电压调控可以直接体现出配合状态，变电站在无功水平方面很大程度上受到下层110kV电网无功负荷影响，电压水平受到上层220kV主网电压水平影响，AVC系统将负荷侧电压的调控作为控制目标，制定相关的控制策略，而不是以220kV母线电压为控制目标，在控制过程中，通过对变高侧电压动作的判断，可以很大程度上使负荷侧电压水平得到有效保证。

结语

在电网飞速发展过程中，为地区无功电压带来了一系列的问题和挑战，存在地区电压调控失配等方面问题，进而影响电网的运行控制。通过建立三维分析体系以及数学分析模型的方式，对调控失配问题进行分析研究，制定了相关的解决思路和策略，通过新增AVC系统，一方面满足低压侧电压调控目标的实现，另一方面还能更好地满足上层电压水平方面的实际需求。

參考文献

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