地区电网无功电压优化运行与安全控制曾方明

地区电网无功电压优化运行与安全控制曾方明

曾方明

（国网达州供电公司四川达州635002）

摘要：地区电网的无功优化运行涉及到无功电压的全过程管理和控制，无功管理实行集中控制方式是保持系统电压正常，提高系统运行可靠性和经济性的最佳方案，但是在实际的情况中还存在较多方面的问题。本文就对无功电压控制的目的与意义进行阐述，同时对优化运行现状进行分析，最终对保障地区电网无功电压优化措施进行探讨。

关键词：地区；电网；无功；电压；优化

提高电能质量,保证电网安全稳定经济运行是电网企业追求的目标。电压质量是电能质量的重要指标之一,无功电压是影响电压质量和电能损失的重要因素。电压对电力系统的安全稳定经济运行,对保证用户产品质量以及电气设备的安全与寿命有重要的影响。无功电压优化的目的就是在满足电力系统安全和正常运行的条件下,将变电站内无功损耗降至最低,使电网处于安全、经济的运行状态,即满足电压合格、无功就地平衡。传统的变电站无功电压优化控制依靠运行人员随着负荷的波动对其电压和无功手动调节(就地/远方),难以做到判断正确和操作及时,很难保证调节效果,并会增加调节操作次数,甚至有操作失误的危险,已不适应电力系统发展的需要。探寻适合地区电网的最优的自动无功电压优化控制策略、发挥无功电压优化控制系统(AVC)的最大功用是自动变电站调节电压合格和无功功率就地平衡的一项重要的控制措施。AVC调节的基本原则是:保证电压合格,无功就地平衡，达到网络损耗最优。尽量减少调节次数,避免引起变压器和开关设备故障,延长其使用寿命。

1、无功电压控制的目的与意义

电力系统无功电压优化与控制是提高电压合格率、圈氏网损、提高系统稳定性的有效手段和重要措施。系统无功分布的合理与否,电压质量的好坏,直接影响着电力系统的安全稳定与经济运行。合理的运用无功电压的调节手段,提高优化控制水平,不仅能改善电压质量和提高电压合格率,而且能够有效的降低网损,提高电力系统运行的安全性和经济性。

目前,由于传统的基于离线数据的无功电压控制手段显然已经不能满足现代电力企业的要求,使得能够跟宗反映电力系统实时运行状态,基于实测数据的无功电压优化控制成为研究和应用的热点,受到人们越来越多的关于深入研究无功电压优化控制的理论和方法,实现面向全网的无功资源实时优化调度具有重要的理论价值和广阔的应用前景。

2、地区电网无功资源配置和优化运行现状

应根据电网的实际运行情况，实行分散就地补偿和变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，全面满足调压和降损需要。目前，安徽电网各地区220千伏及以下变电站的电容器容量一般按照15%~30%的主变容量进行配置，部分变电站投运后由于实际负荷未能达到规划设计时提供的负荷运行水平，导致大量的电容器组因为补偿容量过大而不能投运。与此同时，电网运行过程中，由于无功分析工作的不全面或不准确，造成部分变电站负荷发生变化，而电容器容量不能及时调整，造成无功欠补或过补。配网方面，普遍存在老的公用变低压无功配置容量不足，室外低压无功设备运行环境差、投运率低，用户变侧无功设备运行管理不到位等，造成配网无功难以实现“就地平衡”。上述所有这些问题，都直接影响了地区电网的整体运营效率。

2.2地区电网无功优化运行分析工作现状

传统的地区电网无功分析工作是通过人工统计与分析来完成的。专业人员通常通过收集SCADA系统采集的断面数据并结合地区电网典型运行方式进行计算和分析，这样，一方面数据收集分析工作量巨大，另一方面由于采样数据的不连续，极易造成分析结果的不准确、不精细。当前国内一些常用的无功优化配置分析软件大多是基于电网某一特定断面和运行方式完成，此类软件更多的是基于离线分析软件包实现。电网无功优化命题的本质需要基于时间维和空间维的两维优化，只有基于电网运行负荷曲线的连续性并结合电网运行方式的变更特性，才能得到更加客观、更加科学的分析结果，对地区电网的无功资源规划和合理调配运行中电容组容量具有真正的指导作用。

3、保障地区电网无功优化运行的措施

电网无功优化运行需要从管理和技术两个层面入手，在管理上通过合理规划、科学分析、及时运维等措施保证地区电网无功资源的合理配置和运行。在技术层面应充分挖掘现有调度自动化系统应用功能，提升无功优化分析工作的全面性和准确性，为全网无功优化运行提供技术支持。

3.1做好地区电网无功规划

无功规划是电网规划的重要组成部分，规划编制应系统考虑改善地区电网功率因数，提高主配网电压质量，降低电网电能损耗等多方面问题。这就需要无功规划站在电网全局的高度，不能把主网和配网的无功配置工作（包括用户侧的无功配置和运行情况）割裂开来，在厘清本地区负荷现状和电网实际运行状况的基础上，结合地区负荷变化趋势，科学规划地区电网无功资源。

3.2把好主网无功设备入网关

在设备选型阶段，专业人员应着重从无功容量的配置是否合理，投运后是否满足电能质量标准等方面进行综合评估，保证配备的无功设备容量满足实际运行需要。在设备质量方面，应认真把好无功设备入网关，优先选用资质好、具有成熟运行经历的无功厂家设备，对设备标书中的各类技术参数严格审查，确保选用设备质量过关。在设备安装和验收阶段，应按照无功设备交接验收规范要求，严格落实设备的交接验收工作（包括提供的各类出厂试验报告等资料），避免发生投运后的设备资料不全，“带病”运行等情况。

3.3加强无功设备运维工作质量

无功设备投运后，运行管理单位应着力加强对无功设备的运维工作力度和质量。根据统计数据，随着全省各地区AVC系统的闭环控制，一方面大大提升了无功设备的运行效率，另一方面由于无功设备投切次数的增加，给电容器控制开关和电容器设备等的安全性带来较大影响，特别是电容器控制开关机构因动作频繁发生故障的概率较AVC系统闭环控制前有明显上升，所有这些问题，需要各单位高度重视，在加强日常巡视检查的基础上，应有重点地做好无功设备的运行维护质量。

3.4开展无功优化分析，及时做好无功调整

认真做好常态化的地区电网无功分析，是保障全网无功优化运行的基础性工作。为切实做好电网无功优化分析工作，达州供电公司专业人员充分利用达州电网AVC系统的一体化应用平台，联合软件开发人员开发了达州电网无功资源优化分析系统，实现了电网无功资源的在线优化分析，为合理配置电网电容器容量，进一步挖掘本地区电网的经济运行能力提供了很好的技术支持。该系统自2013年正式投入系统运行以来，运行稳定，能够根据需要及时提供达州电网无功优化配置分析，实现了无功电压智能化管理。通过利用该系统的分析结论，达州供电公司先后组织完成对达州供电公司220千伏站至35kV站接入AVC自动无功电压控制系统，大幅提升了达州电网变电站电容器的投运率，为进一步深化电网降损节能工作，提高电压质量和电网的安全稳定运行提供了科学的决策依据。

4、结语

无功优化运行应立足于全网。总体来看，各单位在地区主网无功优化运行方面均取得了很好的成效，但是配网无功的跟踪分析和管理由于组织机构设置、技术监测手段等多方面因素，制约了真正意义上的全网无功优化运行，这也是下一步全网无功优化运行需要关注的重点。

参考文献

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