电力系统无功电压调控配合研究综述

电力系统无功电压调控配合研究综述

邱晨

都匀供电局 贵州 558000

摘要：电力系统的无功功率直接影响到电力系统的安全稳定水平、电能质量和经济运行。当系统无功供电不足或无功潮流异常时，系统电压将异常，难以调节。如果局部无功储备严重不足，将导致局部电压失稳，甚至导致系统电压崩溃。因此，电压无功综合调节是保证电力系统电压质量和运行安全的重要手段。

关键词：电力系统；无功功率和电压；调控协调；研究；分析

1无功与调压协调的基本概念

电力系统中的无功与调压平衡状态是指在无功与调压设备的协调配合下，系统中各种无功电源的无功输出，它能满足互联系统负荷和网损在额定电压下的无功需求，并为下一个调节时段预留足够的可控裕度。由于负荷发展的不确定性和投资的经济性，实际电网中的无功资源分配在任何运行方式下都不能满足平衡状态。在许多情况下，采用发电机励磁、变压器分接头和无功补偿相结合的方式，实现不同等级、不同区域间的无功动态平衡。如果通过无功功率与调压设备的协调配合，实现各级、不同地区之间无功电压的合理分配，就可以实现无功电压的合理分配。通过无功功率和调压设备的协调配合，以及各自的无功优化调度目标，可以实现不同层次、不同区域间无功电压的合理分配，这种状态称为无功电压调节适应状态，简称调节适应，是指由于电网不同层次、不同区域协调不当，使无功电压调节设备不处于调节控制状态，本文称无功电压调节不协调状态，称为调节控制失配。电力系统无功电压调节与适应状态是各级电网运行人员进行无功电压控制的目标。然而，这一目标不能仅仅通过各级无功调度的自校正控制来实现，必须结合区域间的动态约束。

2无功电压就地控制与平衡

电力系统无功电压就地控制与平衡包括：电厂无功电压就地控制与平衡、变电站无功电压就地控制与平衡。根据实际情况，科学合理地选择相应的控制和平衡措施，可以减少有载电容器组和变压器分接开关的实际运行次数，从而有效地提高被控站的电压合格率，它能有效地降低电能损耗，保证电力系统电压安全、经济、稳定运行。针对发电厂无功电压的控制与平衡，主要针对同步发电机的励磁控制来实现。同步发电机励磁调节器是电压控制的主要设备之一。通过对励磁系统控制器的优化，可以有效地保持系统母线电压和发电机端电压的给定值，进而有效地提高整个系统的稳定性，电压通过率显著提高，从而降低各种事故的发生概率。通过控制静止无功补偿器和有载调压变压器分接头的位置，改变电容器组的个数，实现变电站无功电压的控制和平衡。

2.1发电厂无功电压的控制与平衡。

发电厂无功电压的控制与平衡关系到电力系统的安全、稳定和经济运行。发电厂无功电压控制与平衡的目的是调节同步发电机励磁控制系统。国内外学者提出了一些无功电压控制和平衡自动控制的措施，比较典型的有以下几种。

2.1.1单一励磁控制设施。

目前，电厂无功电压的控制和平衡都是由单一励磁调节器来实现的。励磁调节器是整个励磁装置的核心部件。它能综合处理Ug等各种信息，得到变化量（-）△ （Ug）能反映Ug的具体变化规律，并将这种变化反馈给励磁机，最终达到调节励磁电流的目的。只要安装自动励磁装置，不仅可以调节发动机的端电压，还可以提高整个电力系统的稳定性。

2.1.2高压母线侧电压信号引入控制系统。

发电厂升压变压器的高压层很重要，因为从商业角度和技术角度来看，发电厂和电力系统之间的连接，必须认识到，高压侧母线的电压控制和整个电厂系统之间的无功功率交换是最重要的。高压母线电压控制器（HSVC）通过补偿传统的发电机励磁系统，提高了整个电力系统的电压稳定性。因此，对发电厂的无功电压进行控制是十分必要的。它已成为提高电压无功的经济性、稳定性、平衡性和质量的重要措施。

2.2变电站无功功率和电压的控制和平衡。

通过对变电站无功和电压的控制，不仅可以有效地保证电力系统的电压质量，而且可以使电力系统更加经济、安全地运行。通过设置静止补偿器、改变有载变压器分接头位置、调整电容器组个数，实现对无功电压的控制。从以下三个方面阐述了变电站无功电压的控制方法。

2.2.1静态补偿器。

静止补偿器（SVC）是一种新型的无功电压控制和调节装置。它是各种电压调节方法中的一种实用技术。它在进行无功功率调节时，调节效率极高，以此可以实现实时跟踪，并补偿无功电压进行频繁、突变，特别是用于进行冲击无功负荷时的补偿。另外，静止补偿器的调整非常平滑，可以有效地消除高次谐波对负荷的干扰。而且其本身的维护工作非常简单，耗电量也相当低，在更换时具有极好的补偿效果，以达到分散补偿的目的。

2.2.2并联电容器。

并联电容器是目前广泛应用的无功补偿装置之一，但其调压效果不高，不能连续吸收和调节滞后无功功率。因此，要实现变电站无功电压现场控制的目标，必须科学、合理、正确地选择相应的无功电压管理措施，最大限度地减少有载变压器电容器组和分接头，进而提高控制站电压合格率，降低能耗，从而保证电力系统电压更加经济、稳定、安全运行。电压无功的调节与控制不仅是从电压或无功管理的角度出发，而且应该朝着电压无功综合调节的方向发展。

3电力系统中的无功功率和电压调节

3.1无功功率的确定。

电力系统无功电压协调的第一步是确定无功功率。在确定无功功率的过程中，工作人员首先要深刻认识到，系统的电压水平实质上是电力系统无功供需平衡的具体表现，因此，只有对无功功率进行更细致的判断，以依靠当地无功供需调整。其次，在确定无功功率的过程中，工作人员要进一步做好不同点间无功供需的相互支持和调节，在此基础上，可以保证电距离较长的点间有较大的稳定性。同时，工作人员在确定无功功率的过程中，也要避免不确定的功率诱发其他相关事件，这样可以有效地避免停电，有效地减少停电造成的损失。

3.2系统架构优化。

电力系统无功与电压调节的协调需要优化系统结构。工作人员在系统结构优化过程中要认识到，无论系统结构多么复杂，对于系统中的某一点，都可以找到优化的方法。在优化系统结构的过程中，工作人员还应做好完善区域电网自动控制策略的工作，在实现调控和停止运行后，进一步完善优化控制流程，最终可以在此基础上为下一阶段的调控提供便利。同时，工作人员在系统结构优化过程中也应努力对控制权失配问题进行防控，最终能够有效避免相邻区域调控所造成的局部状态转移现象。

3.3考虑负载特性。

电力系统的无功电压调节协调还需要考虑负荷的特性。在考虑负荷特性的过程中，工作人员应注意无功需求与现有无功配置之间的矛盾。其次，工作人员在考虑负荷特性的过程中也要考虑负荷面积的自然增长，然后在此基础上保证动作的选择是一个单一的策略性决策，最终可以有效避免频繁调节引起的主动锁定等问题。在考虑负载特性的过程中，控制策略应以负载侧电压为重点，以达到更好的控制效果。

4结论

随着电力系统互联的发展，不同区域之间的电气连接越来越复杂，电磁环网越来越普遍，电力系统的电压控制问题不仅仅是区域内的最优控制问题，还需要在同级区域之间、上下级区域之间的协调和控制协调之间取得平衡。如何优化和协调无功电压调节已成为大型电力调度部门面临的重要问题。

参考文献：

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