地区电网无功电压问题及优化措施

张佳

【摘 要】 近年来，随着我国经济以及科技水平的迅速发展，电力系统也有了较为快速的进步，政府和有关部门越来越关注地区电网的无功电压问题，如果能够正确合理的解决无功电压的相关问题，就能够使得网损在最大程度上得以降低，从而使得电力系统运行的成本有所降低，提高电力企业的运行效益。本文针对电力系统运行过程中地区电网无功电压方面的问题做出了简要的分析，对于以往的控制策略做出了优化处理，并且对于电力系统的控制系统做了集中优化的措施，结合其实际的运行效果和影响，给相关部门提供参考借鉴之处。

【关键词】 地区电网；无功电压；问题优化

1.引言

目前，我国电力系统原有的分散式调整依然是我国大部分地区进行控制电网电压无功的主要方式。这种方法的主要原理是，将电压无功控制装置设置在变电站内部，起到自动调节电压无功的作用，也就是VQC装置。该装置进行调解时，充分利用了无功资源，当变电站数量不是特别多时，VQC能够起到很好的电压无功控制，如图1所示。但是在整个系统的工作过程中，该装置智能采集单一变电站的信息和数据，不能够协调的控制内其他电站的电容器和分接头档位。只能做到小范围的局部控制，对于整个电网中的各个节点电压，不能够做到全方位的综合协调控制，所以不能够很好的做到电网损耗的降低效果。

2.优化的目标和原则

2.1地区电网无功电压优化原则

在电网无功电压的优化过程中，通常情况下要确定精确的负荷以及变压器参数，并且在电力系统的实际工作中，这些参数并不是稳定不变的，所以无功电压的优化是一项艰巨并且十分重要的任务。在实际的优化过程中，必须要切实根据电网的具体工作状况作出调整。其中首要的任务就是补偿节点的选择，紧接着要构造出整个电网的结构图，选择能够控制周围电压的中樞节点。除此之外，无功补偿可以通过分散和集中相结合的方式来进行，在补偿过程中要进行相应的优化计算，确定电网的工作模式以及补偿方式、补偿量，做到充分的无功电压优化。

2.2优化目标

在初期，优化的主要目标为降低电能损耗，以此提高电网是我效率，从而提高电力系统的社会效益和经济效益。然而在优化过程所需要的补偿以及设备需要花费大量资金，会导致其经济效益不甚理想。所以在优化过程中也需要考虑尽量减少资金的投入。此外，进行无功补偿时如果输电线路较短会有可能降低网损，也就是说线路越长，无功补偿的容量也就越大。地区电网无功电压的问题是多样性的，其优化措施也是复杂而多变的，在优化过程中必须要充分考虑到电网的稳定性、安全性等各方面的因素影响。

3.地区电网无功电压的问题

3.1无功电源点的缺乏问题

在电力系统的实际工作过程中，由于每天的具体工作内容都不相同，并且在工作时，对于无功电压平衡的相关工作和控制没有特别的注意，从而很可能导致电网某区域内无功电源点的缺乏，导致电力系统运行时的电压不能够保持稳定。

3.2无功优化控制问题

近几年来，我国电力行业的相关技术迅猛发展，使得实时性的要求在地区电网电压无功优化过程中越来越高，首先需要考虑的因素有控制参数、数据质量、实时响应速度等。但是就目前而言，还不具有能够实现线式闭环无功控制的算法。所以，通过可以集中的控制优化系统来解决该问题，该系统以减小线路损耗为目的，通过自动的信息和数据采集，过程中的约束条件为各电压节点的合格值，从而最大限度的做到减小电网运行的电能损耗。

3.3动态无功优化问题

在无功电压的优化过程中，特别是动态的无功优化时，势必会涉及到设备的高压切换和高压控制过程，如果在此过程中频繁的进行切换和控制操作，会导致相关的电力设备受到影响和损坏，从而影响其使用寿命和期限，严重时甚至会产生安全事故，造成严重的经济损失甚至人身事故。因此，在优化时要格外注意相关设备的切换，严格把控其切换次数。通常情况下，限制电力系统中变压器等带电设备的切换次数的方法主要采取动态规划方式。

3.4负荷变化的问题

负荷变化模型的建立和研究是实现动态电压无功优化的重要环节，由于在电力系统的工作过程中，电压与负荷的关联非常密切，所以这项工作在实际操作时具有一定的困难。除此之外，进行电力系统无功电压的优化过程中，会有一部分数据和变量与约束边界非常近似，从而影响电压与负荷之间的关系，使得它们之间的作用关系产生相应的改变。

4.地区电网无功电压优化措施

4.1系统构架

针对本文上述所提出的电网中出现的问题，本文做出了简要的优化措施，其中该系统能够实现的功能主要有以下几点：

（1）能过做到实时的监控电力系统中的运行数据和运行信息。该系统经过无功电压优化之后，能够实现对电力系统中各个部分变电站的变压器分接头位置实时监控、无功量监控实时监控、有功量实时监控、电容器开关量实时监控、母线电压值实时监控，以及其他参数的实时监控。

（2）管理和控制超限电压。如果在电力系统运行过程中，存在变电站母线的电压超过最大限度的现象，优化控制系统会立即捕捉到此信息，并且会针对这种现象做出变压器分接头调节以及电容器投切的指令，实现智能化以及自动化的操作控制。

（3）无功不合理的管理和控制。一旦发现电力系统工作过程中无功潮流的实际方向不能和电网的运行效果相匹配时，优化控制系统会针对这一现象发出减少或增加电容器、电抗器以及变压器的投切数量的指令，并且实现智能化和自动化的投切操作。

（4）实现监控的集中化。在实际工作和操作过程中，优化控制系统的适应能力非常强，它具有简易型和智能型两种工作模式，可以在实际操作过程中实现自动化的操作和控制，例如自动纠错、自动闭锁等操作。并且它具有良好的安全性和保护性，可以自行处理许多安全隐患，避免安全事故的发生，保证电力系统中主要设备的安全稳定运行。

（5）控制分接头的切换次数。优化控制系统能够对变压器的运行情况做到监控和具体的分析，可以根据其每个时段的工作特点和情况，从而合理的控制分接头投切的次数，并且尽可能的做到每个分接头的投切次数保持大体相同。

（6）降低主变压器能耗。每个变电站的运行时的主变压器的模式可以通过优化控制系统来进行控制，通过整体的控制和协调来达到降低电能损耗，保持节能运行的目的。

4.2控制系统应用实例分析

某地区从去年3月份开始使用电网电压无功优化控制系统，在运行的一年中，系统对系统四季的不同工作情况做出分析，根据其实际的工作情况，多次调整该地区电网的工作参数，不但加大的电网和该系统的契合度，更加使得当地电网的工作情形井井有条。相比于之前的工作状态，经过优化的系统工作过程中操作次数有明显的降低，提升了电网工作的运行效率以及电压合格率，对于电力系统所产生的社会效益以及经济效益都有显著的提高。

5.结语

经前文总结我们可以知道，电网电压无功优化系统能够提高电力系统的运行效率，保证其运行的安全性和稳定性。相比于原有的无功单站控制，优化后的控制系统能够充分利用已有数据和资源，降低相关的投资成本，实现自动化和智能化的电力工程，提高电力系统的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]林其友，过云峰.地区电网电压无功问题的优化方案[J]. U网技术学院学报，2014.05：47-51.

[2]丁轶.电网自动化调度[[J].中国高新技术企业，2015.05：43-44.

[3]胡晓阳，浅析配电网无功运行的优化方法[J].电力系统保护与控制，2015.03：14-21.