摘要：目前電力企業(yè)中亟待解決的問(wèn)題就是節(jié)能降損，不斷提高供電的質(zhì)量，從而確保電網(wǎng)的安全、可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電壓是對(duì)電能質(zhì)量?jī)?yōu)劣進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)之一，而無(wú)功補(bǔ)償則是提高電能質(zhì)量、平衡系統(tǒng)無(wú)功功率、降低線損的主要措施，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。因此，加強(qiáng)無(wú)功電壓的管理與優(yōu)化十分必要。基于此點(diǎn)，文章主要對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的無(wú)功電壓管理及其改進(jìn)策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度；無(wú)功電壓；節(jié)能降損；供電質(zhì)量；無(wú)功功率 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM732 文章編號(hào)：1009-2374（2015）06-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0453

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力在日常生活中的作用越來(lái)越重要，這就迫切要求對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化改造。在電網(wǎng)的改造過(guò)程中，要在保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，將安全放在第一位，兼顧經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性。當(dāng)代電網(wǎng)優(yōu)化改進(jìn)主要目標(biāo)和發(fā)展主流方向是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化過(guò)程中，電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與無(wú)功電壓的質(zhì)量直接相關(guān)。無(wú)功電壓的分配和管理是保證電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中電力系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能最重要的方面。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中無(wú)功電壓改進(jìn)的目的

在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化無(wú)功電壓改進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)合理地投切無(wú)功設(shè)備容量和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造和升級(jí)，能夠達(dá)到提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性、增強(qiáng)電能質(zhì)量、降低有功損耗的目的：（1）優(yōu)化改進(jìn)后應(yīng)盡可能使系統(tǒng)采用分塊設(shè)計(jì)的樣式結(jié)構(gòu)，軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)注重集成化和歸一化以及兼容性問(wèn)題。同時(shí)為了方便軟件的管理和實(shí)現(xiàn)軟件的穩(wěn)定運(yùn)行，不同的數(shù)據(jù)要運(yùn)用不同方式進(jìn)行處理；對(duì)于不同類型的文件和數(shù)據(jù)分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；代碼和數(shù)據(jù)要分別存放在不同的地方，充分提高軟件編寫的靈活性和日后維護(hù)的可操作性，也為日后對(duì)軟件的優(yōu)化和升級(jí)帶來(lái)方便。（2）對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中無(wú)功電壓的改進(jìn)應(yīng)當(dāng)致力于創(chuàng)造一個(gè)粗獷的開(kāi)發(fā)環(huán)境，體系中的各個(gè)環(huán)節(jié)、用戶數(shù)據(jù)和軟件設(shè)計(jì)以及操作系統(tǒng)等各個(gè)方面都要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。（3）在無(wú)功電壓的改進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)按照電氣元件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)充分考慮用戶維護(hù)的方便性，采取基于圖形制作的網(wǎng)絡(luò)建模工具，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用只需維護(hù)一套畫面的目標(biāo)。對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后應(yīng)當(dāng)盡量降低日常的維護(hù)開(kāi)支和減少工作量，使電力系統(tǒng)的各項(xiàng)調(diào)度任務(wù)能夠穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地完成。

3 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中無(wú)功電壓管理存在的問(wèn)題

3.1 無(wú)功補(bǔ)償裝置不合理

在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，電力自動(dòng)化調(diào)度中的無(wú)功補(bǔ)償裝置存在不合理的問(wèn)題，處于電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)用設(shè)置方式都是環(huán)網(wǎng)手拉手，一般情況下，在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，都是開(kāi)環(huán)的方式，而這種方式的應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及其安全性的要求較高。

3.2 管理難度較大

電力系統(tǒng)中，在不同層次、不同區(qū)安裝了不少無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，這是為了使電網(wǎng)的供電質(zhì)量達(dá)到最佳，使得網(wǎng)損得以有效的降低，但是這些設(shè)備的安裝過(guò)于分散，因此，在進(jìn)行管理的過(guò)程中存在較大的難度。

4 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的無(wú)功電壓管理及改進(jìn)的具體措施

4.1 電網(wǎng)無(wú)功管理

4.1.1 電網(wǎng)調(diào)度工作人員必須加強(qiáng)變電站的無(wú)功電壓調(diào)整工作，這樣不但能夠保持母線的電壓質(zhì)量，而且可以隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償裝置的投切工作；電網(wǎng)調(diào)度工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷分時(shí)段，充分利用負(fù)荷電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，在保證無(wú)功平衡的基礎(chǔ)上對(duì)變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)母線出現(xiàn)過(guò)電壓的情況時(shí)，在降低電壓的過(guò)程中要改變主變壓器分接頭的檔位，如果不能改變檔位的位置，就要卸下電容器；如果電壓不足，就需要增加幾組電容器同時(shí)調(diào)整變壓器的接頭，若運(yùn)行的變壓器是有載調(diào)壓變壓器，則需要分別調(diào)整變壓器的每一個(gè)接頭。

4.1.2 設(shè)置合理的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量，做好無(wú)功電壓規(guī)劃工作，并適當(dāng)?shù)卦黾咏?jīng)濟(jì)分配比例。在管理上，無(wú)功電壓的建設(shè)應(yīng)該采取分步的方式進(jìn)行，加強(qiáng)對(duì)高壓用戶無(wú)功補(bǔ)償裝置的安裝指導(dǎo)，制定相應(yīng)的管理制度，強(qiáng)化監(jiān)督。在一些重要的變電站內(nèi)，應(yīng)特別注意無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量，配置自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置，運(yùn)用分組循環(huán)投切和合理補(bǔ)償相結(jié)合的辦法。

4.1.3 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)屬于非線性組合優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)可以選擇開(kāi)關(guān)和改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改變接觸斷路器的開(kāi)閉狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠降低網(wǎng)絡(luò)損耗，減少干擾損失，達(dá)到負(fù)載平衡狀態(tài)，改善電壓質(zhì)量，降低運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行方式的目的，使系統(tǒng)從不安全狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

4.1.4 在新建變電站所帶負(fù)荷形成的供電區(qū)域中，應(yīng)當(dāng)將新建變電站調(diào)整到所屬供電區(qū)域的幾何中心上；對(duì)于負(fù)載不均衡現(xiàn)象，按最短距離進(jìn)行初次負(fù)荷分配；新建站的初始位置應(yīng)在負(fù)載率最高的站附近依次隨機(jī)生成，直到新建站個(gè)數(shù)為0，以便于加快整體運(yùn)算

速度。

4.2 創(chuàng)建自動(dòng)改進(jìn)調(diào)節(jié)無(wú)功電壓的平臺(tái)

除了做好無(wú)功電壓管理外，還需對(duì)無(wú)功電壓進(jìn)行良好的優(yōu)化，建立一個(gè)有自動(dòng)控制功能的優(yōu)化系統(tǒng)。良好的無(wú)功電壓平臺(tái)不但可以減少電網(wǎng)管理人員的工作量，還能使控制系統(tǒng)更加科學(xué)化、效率化和計(jì)算精確化。對(duì)無(wú)功電壓系統(tǒng)的升級(jí)和改進(jìn)不能盲目，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)情況中出現(xiàn)的問(wèn)題采取對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施。

4.2.1 控制目標(biāo)：在電力系統(tǒng)設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行條件下，利用全網(wǎng)內(nèi)無(wú)功電壓補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)無(wú)功電壓管理進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化；電力工作執(zhí)行前對(duì)系統(tǒng)中非相關(guān)設(shè)備進(jìn)行較準(zhǔn)確的估計(jì)，減少變壓器的改變次數(shù)，最大可能地減少開(kāi)支，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)銷。相關(guān)的電力部門人員要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，能自覺(jué)遵守安全行為準(zhǔn)則和相關(guān)工作規(guī)章制度的要求。

4.2.2 優(yōu)化原則：在進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化優(yōu)化過(guò)程中，應(yīng)在電力系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)高效運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)一步提升其自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，在確保運(yùn)行的電網(wǎng)時(shí)盡可能地實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓達(dá)到額定值的要求，將電能傳輸過(guò)程中在電線上的損耗降到最低。

4.2.3 系統(tǒng)功能：（1）通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化以及無(wú)功補(bǔ)償后，調(diào)壓變壓器能夠調(diào)節(jié)指令控制開(kāi)關(guān)、控制系統(tǒng)能夠獲取無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投切指令及其控制信息，然后在工作站處理后再反饋回SCADA系統(tǒng)中執(zhí)行；（2）控制系統(tǒng)在使各個(gè)位置的電網(wǎng)負(fù)載都滿足條件的情況下，調(diào)節(jié)各級(jí)電網(wǎng)中的無(wú)功功率，讓它們進(jìn)行合理的分配，確保各層無(wú)功電壓的均衡；（3）相同等級(jí)電網(wǎng)的同變電所使用電容器的先后次序需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

4.2.4 約束條件：調(diào)壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作的次數(shù)以及母線負(fù)載電壓應(yīng)保證在允許范圍內(nèi)，同時(shí)電容器投切次數(shù)也需要滿足系統(tǒng)的要求，達(dá)到合格的供電效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及人們生活水平的提高，對(duì)于電能的安全與可靠性的要求也越來(lái)越高。隨著現(xiàn)階段我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度水平的不斷發(fā)展與進(jìn)步，電力系統(tǒng)中的無(wú)功電壓得到了進(jìn)一步的管理與優(yōu)化，但是在對(duì)無(wú)功電壓進(jìn)行管理的過(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題，因此，對(duì)管理進(jìn)行改進(jìn)與加強(qiáng)有利于提高電力系統(tǒng)電壓的質(zhì)量、改善電能的質(zhì)量、平衡無(wú)功分布、有效降低有功線損有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。所以，在實(shí)際操作的過(guò)程中，要對(duì)無(wú)功電壓的管理進(jìn)行重視，全面認(rèn)識(shí)當(dāng)前無(wú)功電壓管理中存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)有效的方法進(jìn)行改善，從而使無(wú)功電壓的管理水平得到不斷地提高，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而使電力部門的經(jīng)濟(jì)效益得到不斷提高，實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：楊黎（1981-），女，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司技師，工程師，研究方向：電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電網(wǎng)運(yùn)行組織、指揮、指導(dǎo)和協(xié)調(diào)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）