变电站改进九区控制方法无功补偿策略研究

变电站改进九区控制方法无功补偿策略研究

刘玄张明

（国网四川省电力公司宜宾供电公司四川宜宾644007）

摘要：无功平衡对电网运行有重要作用，配电网电压异常波动通常是由于电网中的无功功率不平衡导致，合理配置和优化电网中的无功功率，能够有效降低有功损耗，提高电网的经济运行水平。本文首先介绍了电力系统电能质量的问题，接着介绍无功补偿的原理，接着对电力系统无功补偿的改进九区控制策略进行了分析，结果表明该方法能有效改善电力系统的稳定性。

关键词：电力系统；无功补偿；九区控制

电力系统的根本任务是经济、优质、安全地将电能输送给用户，其基本功能是按可接受的标准和所需数量连续不间断地满足用户的电力及电量需求，可靠和优质电力系统的基本要求。近年来，随着社会经济的不断发展，社会用电量大幅度上升，电力用户对电能质量的要求也不断提高，目前的电力生产理念早已从确保用户有电可用转变为尽可能地提高电能质量。

在电力系统中，无功功率的平衡是电能质量的重要保证。因此，相关能快速有效补偿电网无功负荷的无功补偿装置的设计和制造就成为了一个亟待解决的问题，而无功补偿控制器作为无功补偿装置的核心部件，其控制策略的改进和研究更是一个很实际的问题。本文首先介绍了电力系统电能质量的问题，接着介绍无功补偿的原理，接着对电力系统无功补偿的改进九区控制策略进行了分析，结果表明该方法能有效改善电力系统的稳定性。

1电力系统电能质量问题

电能质量通常指的是提供优质供电。我们对于电网提供的电，就会关注其电能质量，主要是电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。我国电网规模不断扩大及运行管理水平不断提升的基础上，电网电压质量水平也不断提升。但是我国区域地域广袤，居民居住分散，经济社会发展水平相对落后，导致部分地区，特别是偏远地区农村普遍存在电网网架结构不合理、电源点不足、无功补偿配置不足、中低压供电线路供电半径过长等一系列问题，配电网（特别是农村电网）普遍存在电压偏低问题，严重影响居民的正常生产生活，不利于经济社会的快速发展。

2电力系统电压治理措施

电力系统中的各类电气设备都按额定电压来设计制造的，这些设备在额定电压下运行时候能够发挥其最佳性能。但是，在实际的电网中，电能在输送过程中存在电压降落，设备的实际运行电压都存在一定偏差，为了使负荷的电压偏移在允许范围内，必须借助于采取一定措施对电压进行调整，即为电力系统的电压调整。

图1示出一个包含发电、变电、输电和配电各子系统的简单电力系统以及其等值电路，图中忽略发电机、变压器以及线路的对地导纳支路，同时功率损耗归算至基本级，则负荷节点b的电压可表示为：

由上可知，变压器的变比、系统首端电压、系统电阻、系统电抗、系统有功功率和无功功率能够影响负荷端电压。根据这些影响因素我们可以制定相应的技术措施。目前，治理电压降落的措施主要有：调整发电机端电压调压、调整变压器分接头调压、增装无功补偿调压、改变输电设备阻抗调压（降低输电线路的电抗）等。

3改进九区控制无功补偿方法

无功补偿是将电容性无功设备和电感性无功设备串联或者并联后连接到电力系统中。根据电容和电感的能量动作特性，当感性设备释放能量时，容性设备正处于吸收能量状态；当电容设备释放能量时，感性设备此时正处于吸收能量状态，电容和电感设备的能量动作特性能够相互补偿，确保无功平衡。

变电站给10kV配电网提供电源时，其母线上电压代销直接影响到馈线上电压大小及线路末端用户电能质量的好坏，在变电站端调节无功进行电压控制十分必要。在变电站进行无功补偿的主要目的有以下几个方面：①保证负荷用电电压在可接受的范围内；②保证负荷端无功功率处于平衡状态；③在满足供电质量的同时，功率因素的大小在最大负荷运行时需要小于0.95，最小负荷运行时需要大于0.95。

无功补偿控制措施普遍使用九区控制方式，如图2所示：

九区控制方式改进模式的控制策略是：1-8区的控制方式不变，在9区时，分接头下调；在10区时，分接头上调；11和12区时不作调整。调整后的控制方式能够避免重复投切电容器和分接头动作的缺点。

4结语

电力系统电能质量如不能达到规定的要求，会给工、农业生产和日常生活带来种种问题，造成不可避免的损失。本文首先介绍了电力系统电能质量的问题，接着介绍无功补偿的原理，接着对电力系统无功补偿的改进九区控制策略进行了分析，结果表明该方法能有效改善电力系统的稳定性，满足电力负荷对电能质量日益提高的需求。

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