浅谈电网调度自动化中的无功电压及优化
摘要： 随着我国经济的快速发展，城市化建设也逐步迈入新的台阶。作为城市运作中一项重要的基础设施建设项目，电网的建设和优化决定了人们在城市中的生活质量，并且对于城市的运作有着长远的影响。由于目前电网基本实现了调度的自动化，但无功电压的损失仍然十分严重，导致供电质量下降、电能浪费。针对目前这种情况，本文针对电网调度自动化详细调研后进行简要的介绍，提出进行无功电压管理的主要措施，并且提出可靠的优化措施。
关键词 ：电网调度;调度自动化;无功电压
Abstract: With the rapid development of China's economy, the urbanization has gradually entered a new stage. Operation as an important city infrastructure projects, construction and optimization of the grid determines the quality of life in cities, and for the functioning of the city has a long-term impact. Due to the current grid basically automated scheduling, but the loss of voltage and reactive power is still very serious, leading to lower quality power supply, waste of energy. For the current situation, this paper after dispatching automation detailed research brief introduction, the main measures were put forward voltage and reactive power management, and reliable optimization measures proposed.
Keywords: grid scheduling; dispatching automation; reactive voltage
随着我国城市化建设进一步加快，城市发展对于电力的需求与日俱增。由于传统的调度运行中的无功调整是以分区为主，在区内平衡的基础上保证输电功率达到90%。但在电网调度过程中，实际情况往往是无法达到无功调整区内平衡，在长距离电力输送时，在各级变电过程中无功功率过高;并且各级电压虽然基本处于理想范围内，但偶尔会发生超出误差范围的情况;在用电高峰期，线损会加剧，从而导致负载电压要小于额定电压。不过由于我国加大对于电网改造的投入，电网调度自动化基本已经完成，电网调度自动化水平比以往有很大的提高。而且通过对于电网的实时计算，完成了电网调度自动化的理论支持。
1 电网调度自动化无功电压管理的主要措施
做好无功电压的管理，首先就需要配备足够数量的无功补偿设备，每个电力供应企业都要根据自身情况并按照《导则》中的要求进行无功补偿设备的配备工作。在配备过程中，经常会发生由于一时电压的高低而少配甚至不配无功补偿设备。特别是在超过110 kV的变电所中，其电缆线路复杂繁多，经常发生向系统倒送无功的情况，这时就需要切除并联的电容器以解决无功倒送的问题，若还不能解决，就需要在低压母线上安装并联电抗器，从而改变变电所的无功负载，达到无功平衡的目的。
其次，合理配置无功补偿设备的容量。无功补偿设备的容量大小一定要适量，特别是单组容量不能过大。若单组容量过大，当输电电压负载较低时，不会进入电容器，这样次级的输电线路上的负载电压降低，导致线损增加，从而造成向电网上倒送无功。目前，我国输电线路上的负载呈现逐年递增的趋势，因此，在电容器配备的时候应考虑到负载的增加，以便于适应后期的操作。
在完成无功补偿设备的合理配置后，无功电压管理的重点就是保证分层和分区内的平衡。这样就可以达到无功补偿的理想状态，即各级的输电线路没有无功电流，各级的电压母线上的输电功率都接近1，并且减少由于长距离线路输送电能导致过多的线损以及负载电压的下降。
2 电网调度自动化无功优化系统的建立
由于城市用电需求在不断增加，不同城区的用电需求也是在不断变化，再加上设备老化等问题，这样设定好的无功电压补偿措施也许很难适应目前或将来的变化。因此，在做好电网调度自动化的无功电压的管理工作后，就应用针对无功电压管理系统进行优化。如果通过无功优化系统的自动化调节，不但可以减少电网管理人员的工作量，还能通过计算机强大的计算能力进行精确计算，使得调节更加效率化、准确化。根据电网调度自动化运行的实际情况，对于无功电压系统的优化应从以下几个方面着手：
1)优化原则。保证电力供应全网内的最大范围内的负载电压达到额定值;保证电力供应全网内尽量降低电能在线路上的损失;所有的参与电网调度的工作人员，其行为准则要遵循安全、运行和调度规范。
2)控制目标。在保证电网和电网中人员、设备安全运行的前提下，通过全网内的无功电压补偿措施，对于无功电压管理进行优化。不但能够保证电网整体经济地运行，还要通过合理计算，有效控制无偿设备的成本投入。最终实现主变压器的调节次数最少、负载电压在额定电压规定的误差范围内波动，全网的线损最小。在进一步提高电网调度自动化水平的基础上，保证电网能够具有更高的运行安全性和稳定性。
3)约束条件。母线的负载电压处于规定范围内;调压开关动作次数处于规定范围内;电容器投切次数处于规定范围内;供电效率合格。
4)系统功能。①通过调度自动化以及无功电压的优化管理后，调压变压器可以分接调节指令进行开关控制、获取无功补偿设备投切指令及其控制信息并且将信息传送至各个工作站，然后在工作站处理后再反馈回SCADA系统中执行;②在各级电网的负载电压合格的前提下，控制层级电网中的无功功率，使其进行合理流动，保证无功分层平衡;③根据计算，决定同等级电网下的不同变电所中的电容器使用顺序。
3 电网最优经济运行电压的控制措施
通过调度自动化系统的实时控制，以及在线计算和离线计算获得的负载电压的对应曲线，在保证供电质量的前提下，选择合理的发电机端电压、投切电容器、变压器分接头以及调压手段等措施，使电网在自动化运行的过程中，尽量降低线损，实现经济运行。其最优的经济运行控制措施如下。
1)在保证无功功率平衡的基础上，利用负载电压对应的关系曲线进行变压器分接头的调整。调整后，当母线电压降低时，电容器的进行主变分头调整，变压器调整时需要进行逐个分接头调整;当母线电压升高时，调整主变分接开关档来降低电压，无法调整的时就可以停止电容器运行。
2)通过调度自动化调整，在保证负载电压在规定范围基础上，使电网负载电压在用电高峰期的电压值高于在用电低谷期的电压值。
3)除非电网调压能力达到极限，否则不能出现各级电网负载发生电压超值的情况。
4)调度工作人员要实时控制变电站的无功电压调整，保证母线负载电压的稳定以及无功电压补偿设备的使用合理。如果使用一切调节手段后仍无法将负载电压控制在正常范围内，需要及时上报上级值班人员进行及时处理。
5)在35 kV的电网中，负载损耗约占总损耗的80%，并且负载电压对应关系曲线一般运行偏高，因此需要适当升高母线的运行电压。
6)在6 kV-10 kV的电网中，变压器造成的损耗在总损耗中占有绝大比例，其中变压器空载而造成的损失约为50%左右，特
别是农村电网在深夜时的空载损耗更为严重。因此，就需要在深夜用电量下降后进行适当调整，按电压的下线运行，从而降低损耗。
7)在保证二次电压处于规定范围内的前提下，每个季度进行一至两次的分接头档位调整，从而降低铁心磁通密度。
4 结束语
随着我国的科学技术水平不断的进步，作为国民经济的发展支柱，电网将随着科学技术的发展进一步加快其调度自动化的进程，从而优化电网的运行。如今，调控信息系统已经广泛的应用于电力输送，特别是随着无功优化处理，就使得电网调度的无功电压管理水平得到很大的提高。经过理论计算和实际检验，在完成无功电压的优化管理后，使得线损率大大降低。因此，有理由相信，经过科研工作者的努力，我国电网将以更加经济、环保的方式运行下去。
参考文献
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