电压无功调节

电压无功调节（精选十篇）

电压无功调节 篇1

随着现代社会能源和环境的问题日益突出, 在人们关注节能减排的同时, 电力能源作为一种不可或缺的资源发挥着举足轻重的作用。如何有效提高电能质量可降低损耗、提高设备使用寿命, 是用电设备可靠运行的重要保障, 对节能增效具有重要意义。因此, 无功自动调节装置应运而生, 本产品适用于110k V及以下电压等级, 安装有载调压变压器和并联补偿电容器组的变电站。

1) 装置特点

本装置采用高性能的硬件平台, 系统资源十分丰富, 不需外扩芯片。模块化的软件设计, 令装置的功能稳定可靠, 升级维护更加方便, 可满足用户的个性化需求。大屏幕的液晶显示屏, 让动作信息、操作信息一目了然, 并能准确的记录运行过程, 且具有掉电不会丢失功能, 便于事后分析。机箱采用整体面板、背插式全封闭结构, 嵌入式安装方式, 可适用于条件恶劣的工作环境。除此之外, 本产品还具有完善的自诊断功能, 无可调节器件, 现场免维护。

2) 装置的主要功能

(1) 调节功能

本装置的调节功能主要有以下几条:1、既可自动适应又可手动设置母线的运行方式;2、既能对电压无功进行综合调节, 也能在没有电容器时单独控制主变调压, 或在没有主变分接开关时, 单独控制电容器投切;3当两台主变并列运行时, 如要调节主变分接头, 必须同时调节两台主变分接头, 保持主变分接头档位一致, 若出现两台主变不同档位的情况, 则闭锁调节并发出报警信号。

(2) 闭锁措施

(1) 可靠的防滑档措施; (2) 出现档位信号线异常或并列运行档位不同的情况时, 发出报警信号并闭锁操作; (3) 主变保护跳闸时, 发出报警信号并闭锁操作; (4) 出现电网电压过高或过低时, 发报警信号并闭锁操作, 当故障消失后可自动恢复; (5) 主变过负荷时, 则闭锁调压, 而当负荷正常时, 则自动恢复调压控制; (6) 各主变出现拒升压和拒降压的情况时, 发报警信号并闭锁操作; (7) 主变分接头每天的调节次数超过每天的限制值时, 闭锁分接头调节; (8) 主变分接头档位超出上下限档位限制时, 闭锁调节; (9) 出现各电容器拒投和拒切的情况, 发报警信号并闭锁操作; (10) 当电容器故障跳闸时, 法报警信号并闭锁投切; (10) 11当电容器每天的投切次数超过限制值时, 闭锁电容器的投切。

3) 网络通讯

监控系统可与其直接通信。本装置通信口为一或两个可选, 通信方式为RS485、CAN或以太网中的一种。

1 硬件配置

按照可靠性及通信等方面的要求, 本装置共配备了五块功能插件:交流插件, 主板插件, 逻辑插件, 电源插件和人机对话板。

2 调节原理

保证电压合格, 无功基本平衡, 尽量减少调解次数, 尤其是减少变压器分接头的调解次数是变电站VQC的基本原则。

为满足上述基本原则, 保证电压波动在要求范围之内, 并保证无功功率的基本平衡, 需要利用电压、无功两个判别量对变电站电压和无功进行综合调节。调节规则如下图。

2.1 调节策略

根据图1可得如下结论:

区域0:电压合格, 无功平衡, 不需要任何调整;区域1:在功率因数不会超过上限值的情况下优先投电容器, 若投电容器后电压仍未达到要求, 应调主变分接头升压;区域2:在电压及功率因数不会越上限的前提下, 只需投电容器;区域3:电压高, 功率因数低, 需调主变分接头降压, 并根据实际运行决定下一次动作;区域4:功率因数会在切一组电容器时超过下限, 需调主变分接头降压;区域5:优先切电容器, 前提是保证功率因数不超过下限值, 若此时电压仍很高, 那么需调主变分接头降压;区域6:在电压和功率因数不会越下限的情况下, 只需切电容器;区域7:电压低, 功率因数高, 需调主变分接头升压, 并根据实际运行决定下一次动作;区域8:功率因数会在投一组电容器时超过上限, 需调主变分接头升压;区域9:区域3’, 若电压会在投电容器时越上限, 则需先调主变分接头降压, 再检查是否需要投入电容器, 如需要, 则投, 除此之外, 要重新考虑;若该区没有电容器可投, 那么不需操作主变分接头, 保持原样;区域10:区域7’, 当电压在切电容器时越下限, 需先调主变分接头升压, 然后在检查是否需要切掉电容器, 如需要, 则切;除此之外, 要重新考虑;若该区没有电容器可切, 则主变分接头暂时不操作, 维持现状。

2.2 运行方式判别

通过判断断路器的状态, 装置可判断电网的运行方式, 对于2台主变, 主要有以下4种运行方式。1) 并列运行方式:两台主变同时运行, 两台主变低压侧开关都投入, 低压侧母联投入。2) 分列运行方式:两台主变同时运行, 两台主变低压侧开关都投入, 低压侧母联退出。3) 一变运行方式:一主变运行, 二主变停运, 一主变低压侧开关投入, 二主变低压侧开关退出。4) 二变运行方式:一主变停运, 二主变运行, 一主变低压侧开关退出, 二主变低压侧开关投入。上述四种运行方式既可人工设定, 也可自动判别。

2.3 电容器拒动告警

当装置发出对电容器的控制命令后, 若15秒内电容器的开入量无变化, 那么重发一次;若再次发送的命令仍无响应, 则放弃对该电容器的操作, 改为向另一电容器进行操作;并发出相应电容器拒动的告警信号。

2.4 分接头拒动告警

当装置发出对变压器分接头的控制命令后, 如15秒内变压器分接头档位无变化, 那么重发一次命令;若再次发送的命令仍然没有响应, 那么闭锁调压, 与此同时发出变压器分接头拒动的告警信号。

3 结论

目前提出的或正在研制的补偿装置为解决电能质量问题创造了条件, 但对该问题的认识与研究, 在一定意义上讲, 才刚刚开始, 相信在诸多电力工作者的共同努力下, 电能质量优化的目标指日可待!

参考文献

[1]电能质量供电电压允许偏差GB12325-2008.电能质量三相电压允许不平衡度GBT15543-2008等五个电能质量国家标准.

[2]卓乐友, 董柏林, 等编著.电力工程电气设计手册 (二次部分) .中国电力出版社.

变电站内电压无功自动调节和控制 篇2

变电站内电压无功自动调节和控制，是通过站内智能设备实时采集电网各类模拟量和状态量参数，采用计算机自动控制技术、通信技术和数字信号处理技术，对电力系统电压、潮流状态的实时监测和估算预测实现自动调节主变压器分接头开关和投切补偿电容器，使变电站的母线电压和无功补偿满足电力系统安全运行和经济运行的需要。提高变电站电压合格率并降低网损，减轻值班人员劳动强度。基本原理

1.1 变电站运行方式的变化对电压无功控制策略的影响 1.1.1 变电站运行方式的识别

(1)完全分列运行。变电站高、中、低压侧母线均分开运行。

(2)分列运行。变电站高、中、低压侧任一侧母线并列运行，其他母线分开运行。

(3)并列运行。变电站高、中、低压侧任两侧母线并列运行。信息请登陆:输配电设备网

1.1.2 不同运行方式下的电压无功控制策略

(1)完全分列运行。各台变压器分接头可以在不同档位运行。各低压母线段电容器组分别进行循环投切。此时控制电压及无功定值各自分别选定，有功、无功功率为各自主变压器高压侧的有功、无功功率。

(2)分列运行。各台变压器分接头可以在不同档位运行。变电站的有功、无功功率为各主变压器高压侧的有功、无功功率之和，所有电容器组应统一考虑进行循环投切，但需考虑每段母线电容器组的均衡投切。变压器分接头调节可以根据各变压器的电压目标进行分别控制。

(3)并列运行。各台变压器分接头必须在相同档位运行。变电站的有功、无功功率为各主变压器高压侧的有功、无功功率之和，所有电容器组应统一考虑进行循环投切，但需考虑每段母线电容器组的均衡投切。并列运行时，并列母线的电压应选定一个电压值作为控制电压，并列主变压器的调整方式为联动调整，处于越限状态的主变压器作为主调，另一台主变压器作为从调，主调主变压器分接头成功动作后，再控制从调主变压器；若主调主变压器分接头动作未成功，将自动闭锁对从调主变压器的调节，并将主调主变压器分接头回调。

1.1.3 电压无功控制策略的优化

(1)要考虑电容器组投切对变电站高压母线电压的影响，投入电容器组使母线电压升高，切除电容器组使母线电压降低。尽可能多利用电容器组投切控制，少进行变压器分接头调节来达到较好的控制效果。信息来自:输配电设备网

(2)电压无功控制策略的选择应避免进入循环振荡调节，即在不同区域由于采取不适合的调节控制策略而导致在两个不合格区域内振荡调节，对系统产生较大的影响同时对变电站内有载调压分接头和电容器组的频繁升降和投切造成设备损坏。

1.2 变电站电压无功控制的闭锁条件及要求

所谓电压无功控制的闭锁，是指VQC装臵在变电站或系统异常情况下，能及时停止自动调节。如果没有完善的闭锁或闭锁响应时间达不到运行要求，将会对变电站的安全运行带来严重威胁。

1.2.1 VQC闭锁条件

闭锁条件和要求要全面，VQC闭锁需考虑以下几个方面：①继电保护动作（包括主变压器保护及电容器保护动作）；②系统电压异常（过高或过低）；③变压器过载；④电压断线；⑤电容器开关或主变压器分接头开关拒动；⑥电容器开关或主变压器分接头开关动作次数达到最大限值；⑦主变压器并列运行时的错档；⑧主变压器分接头开关的滑档；⑨主变压器、电容器检修或冷备用时的闭锁；⑩外部开关量闭锁分接头调节或电容器组投切。

1.2.2 闭锁响应时间的要求

对于VQC闭锁的要求，各个不同的闭锁量响应时间要求不一样，如保护动作、主变压器开关滑档、TV断线、外部开关量闭锁、系统电压异常等闭锁要求快速响应。针对某些VQC的实现方式需要考虑VQC闭锁的实时性问题，远方调节控制必须实现就地闭锁才能保证变电站电压无功控制的安全性。信息请登陆:输配电设备网

1.3 系统对变电站电压无功控制的约束条件

（1）系统在事故情况下或运行方式发生大的改变时应可靠闭锁变电站的电压无功控制功能。

（2）变压器高压侧电压越限超过闭锁定值时应可靠闭锁变电站的电压无功控制功能。

（3）变压器高压侧电压越限但未超过闭锁定值时，应调整VQC控制策略以免使系统运行状况进一步恶化。电压无功控制的实现方法

目前电力系统内变电站常用的电压无功控制的实现方法有3种：独立的VQC装臵，基于站内通信实现的软件控制模式，基于调度系统和集控站的区域控制模式。

2.1 独立的VQC装臵

变电站内装设独立的VQC装臵目前是电力系统中实现电压无功控制的一种主要方式，它采用自身的交流采样和输入输出控制系统，多CPU分布式模块化的体系结构（见图1），对应于变电站内的主变压器和相应的电容器组设有独立的控制单元，另外还有一个主控单元负责管理主变压器控制单元的运行与通信。收集其采集的信息（电气参数和开关量状态），根据运行方式的变化及系统电压无功的要求选择控制策略，向主变压器控制单元发出控制命令。主控单元还负责数据统计、事件生成和打印、与上位计算机通信等工作，同时主变压器控制单元应具有瞬时反应系统各类电气参数开关量状态变化的能力，就地判别是否闭锁主控单元下达的控制命令，并实时监视和记录系统电压合格率和谐波状况。

图1 独立VQC装臵多CPU分布模块化结构原理图

2.2 基于站内通信的软件控制模式

基于站内通信的软件控制模式的结构原理见图2，其功能实现是在变电站的智能ＲＴＵ模块或后台监控系统中嵌入ＶＱＣ控制软件。通过站内通信网采集各类电气参数和开关量的状态，由控制软件模块进行综合判别，选择合适的控制策略，由站内通信网下达遥控命令至监控系统中的各单元测控装臵实现对主变压器有载调压分接开关的升降和电容器组的投切控制。

图2 软件控制模块式的结构原理图

表1 3种电压无功控制实现方式的比较 信息请登陆:输配电设备网

2.3 基于调度系统或集控站的区域控制模式

基于调度系统或集控站的区域电压无功控制模式在一些省市电力网中得到了应用，其功能实现是在调度系统或集控站的SCADA系统或EMS系统软件中设臵一个电压无功控制的高级应用软件。根据系统高级应用软件的潮流计算和状态估计得出各个变电站节点的电压和无功范围，将系统收集的各变电站的实际电气参数和开关量状态与系统安全经济运行要求的电压无功范围进行比较，给出每个变电站的控制策略，通过远动通道下达控制分接头升降及电容器投切命令。该模式由于考虑了全网的运行方式和潮流变化，并可以做到分层分级对电压无功进行优化控制，即先调节控制枢纽的节点变电站的电压无功，再调节未端变电站的电压无功，从根本上可以改变由于各个局部变电站的独立电压无功控制影响全网电压无功的优化。电压无功控制的发展方向

电力系统是一个复杂的动态关联系统，其潮流是动态变化并相互关联的。变电站内变压器分接开关在某个范围内的调整将影响无功功率的交换，进而影响电网无功潮流的分布和节点电压的变化。因此，如果某一地区因为节点电压低依靠变压器分接头向同一方向调整，将引起无功功率在该地区的大转移，造成系统无功波动，对系统电压也会造成严重影响。这也是单个变电站独立实行电压无功控制达到局部优化但影响全局的弊端。

要解决上述弊端，必须考虑全局的优化，将各个变电站点采集的电压无功数据和控制结果送至调度中心或集控站的主机，依据实时的潮流进行状态估计，确定各个变电站节点电压和无功要求，对全网的电压无功进行分层分级综合调整。

基于调度系统或集控站的区域集中控制模式是维护系统电压正常，实现无功优化综合控制，提高系统运行可靠性和经济性的最佳方案，应要求调度中心必须具有符合实际的电压和无功实时优化控制软件，各变电站有可靠的通道和智能控制执行单元。另外一个地区调度系统有几百甚至上千个变电站的运行方式、运行参数、分接头当前位臵、电容器状态以及各变电站低压侧母线的电压水平、负载情况等诸多信息均输入调度中心计算机，必然会造成电压无功控制软件复杂化和控制的实时性变得很差，因此实现分层分级和分散就地的关联控制是全网电压无功控制的发展方向。

全网电压无功控制有2层意义：①为了电网的安全稳定运行必须确保系统内各发电厂和枢纽变电站的电压稳定性。②为了电网的经济运行、降低网损，必须实现全网的无功优化和就地平衡。应该认识到电压无功控制是正常稳定运行状态下的调节控制，在事故状态下这样的调节控制反而会恶化系统的稳定，必须要闭锁。同时电压无功控制是一个全网关联的控制问题，应在考虑全网优化的前提下实现区域或变电站的局部优化。因此全网的电压无功控制是一个分层分级、分散就地的网络关联控制系统，见图3。图3 分层分级电压无功控制结构图

所谓分层分级是指全网根据调度要求进行分区分片控制，省级调度应站在全网安全稳定和经济运行的高度，调度各发电厂和枢纽变电站的电压和无功输出水平，并要求各地区调度合理调度实现就地无功平衡，控制与系统电网的无功交换。地区调度负责对区域高压变电站和集控站的控制，集控站和县级调度负责对低一级电压等级变电站的控制。系统在发生大的运行方式和潮流改变时应闭锁各级电压无功控制功能，由调度主站先控制各发电厂和高压枢纽变电站的电压无功状态，再由地区调度、县级调度或集控站控制下一级变电站或直供变电站的电压无功状态。

所谓分层分级和分散就地的关联控制是指在电力系统正常运行时，由分散安装在各个变电站的电压无功控制装臵或控制软件根据系统调度端下达的电压无功范围进行自动调控，调节控制范围和定值是从电网的安全稳定和经济运行要求出发，事先由调度中心的电压无功优化程序计算好下达给各变电站。在系统运行方式或潮流发生较大改变以及事故情况时，调度中心给各变电站发出闭锁自动控制的命令，由调度中心直接控制枢纽变电站的电压无功，待高压电网运行稳定后，由调度中心修改各下层变电站的电压无功定值范围下达至变电站，满足系统运行方式变化后的新要求。

分层分级和分散就地的关联控制优点在于：在系统正常运行时，可以由分散在各变电站的电压无功控制装臵或软件自动化执行对各受控变电站的电压无功调控，实现功能分散、责任分散、危险分散；在紧急情况下调度中心执行应急程序，闭锁下级调度或集控站以及各变电站的自动调控功能，由调度中心直接控制或下达电压无功系统参数至枢纽变电站，可以从根本上保证全网系统运行的安全性和经济性。为达到分层分级和分散就地的关联控制的目的，要求各变电站需装设执行分散就地控制任务的装臵或软件（ＶＱＣ装臵或软件），并且应具有对受控变电站状态的分析、判别和控制功能，以及较强的通信能力和手段。正常运行情况下，ＶＱＣ装臵或软件向调度报告控制结果和各类参数。同时接受上级调度下达的命令和参数，自动修改或调整定值或停止执行自动调控，成为接收调度下达调控命令的智能执行装臵。由于此类分散就地控制装臵或软件（ＶＱＣ装臵或软件）能够根据变电站不同的运行方式和工况选择最优的局部调控策略，可以自动判别运行方式和计算投切电容器及调节分接头可能发生的变化的配合问题。因此分层分级和分散就地的关联控制兼顾了全局优化和局部优化问题。结论

无功分布调节与降损 篇3

摘要：线损是电力部门一项综合性的经济技术指标，不但反映了电网结构和运行方面的合理性，而且反映了电力企业的技术水平和管理水平。本文概述了线损的概念，分析系统传输的无功功率对线损的影响，结合丰顺电网实际情况，从调度运行方面出发，提出降损措施，并对存在问题提出建议。

关键词：无功功率；调度运行；降损

前言

电能从生产到被用户使用，需经过电网的层层传输，而线损是电能在传输过程中所产生的有功电能、无功电能和电压损失的总称（在习惯上常称为有功电能损失）。电网的线损按性质可分为技术线损和管理线损。技术线损又称为理论线损，它是电网中各元件电能损耗的总称。管理线损是由计量设备误差引起的线损以及由于管理不善和失误等原因造成的线损。

根据线损产生的原因，降损措施各有不同，其中在调度运行中最常用、最有效的降损节能技术措施之一是无功分布调节。它是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高电网的功率因数，或者通过变压器分接头及改变系统运行方式来改变无功功率分布，使系统中传输的无功功率降低，从而达到降低损耗的目的。

1.线损的概念及产生线损的原因

1.1 线损的概念

发电厂发出来的电能，通过输变电和配电设备供给用户使用。电能在电力网输送，变压，配电的各个环节中，有一部分损耗，主要表现在电网元件如导线，变压器，开关设备，用电设备发热，电能变成热能散发在周围空气中，另外，还有管理方面的因素造成的电能流失等等。线损是电能在电力网传送，分配过程中客观存在的物理现象。

1.2 产生线损的原因

电能在传输过程中产生线损的原因有以下几方面：

（1）电阻作用：线路的导线，变压器，电动机的绕组，都是铜或者铝材料的导体。当电流通过时，对电流呈现一种阻力，此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中，必须克服导体的电阻，从而产生了电能损耗，这一损耗见之于导体发热。由于这种损耗是由导体的电阻引起的，所以称为电阻损耗，它与电流的平方成正比。变压器，电动机等绕组中的损耗，又习惯称之为铜损。

（2）磁场作用：变压器需要建立并维持交变磁场，才能升压或降压。电动机需要建立并维持旋转磁场，才能运转而带动生产机械做功。电流在电气设备中建立磁场的过程，也就是电磁转换过程。在这一过程中，由于交变磁场的作用，在电气设备的铁芯中产生了磁滞和涡流，使铁芯发热，从而产生了电能损耗。由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的，所以称之为励磁损耗，它造成铁芯发热，通常又称之为铁损。

（3）管理方面的原因：由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格，出现漏洞，造成用户违章用电和窃电，电网元件漏电，电能计量装置误差以及抄表人员漏抄，错抄等而引起的电能损失。由于这种损耗无一定规律，又不易测算，故称为不明损耗。不明损耗是供电企业营业过程中产生的，所以又称为营业损耗。

2.系统传输的无功功率对线损的影响

有功功率与无功功率在电网中传输都产生电能损耗。只有发电机才能提供有功电源，所以用户消耗的有功功率必须从发电端传输至用户端；无功电源除发电机外，还有电容器组、电抗器组、调相机、静止补偿器等，这些设备可以在电网任何一节点安装补偿。所以，一般只讨论系统传输的无功功率对线损的影响。

电能损耗计算公式为

或

式中：、为第i段线路上通过的电流和本段的导线电阻，Ω；、为第i段线路上通过的有功和无功功率；为第i段线路上与（、）同一节点的电压；m为该条配电线上的总段数。

由以上公式可知，在有功负荷一定的情况下，系统中传输的无功功率越小，损耗就越小。因此，本文主要讨论在电网运行中如何进行无功分布的调节，使系统中传输的无功功率达到最优，从而达到降损的目的。

3.无功分布调节的主要手段

无功分布调节的主要手段包括调节发电机的无功功率输出、投切电容器（电抗器）、调节变压器的分接头以及改变系统运行方式等。

电网无功补偿的原则是基本上按分层分区和就地平衡原则考虑，并应能随负荷或电压进行调整，保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求，避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。

3.1 调节发电机的无功功率输出

调节发电机的无功功率输出，不用附加设备，不需附加投资。通过改变励磁电流，可连续调节无功，且可吸可发感性无功。

丰顺电网地处水资源丰富的山区，水电站通过10kV公用配电线路、10kV专线、35kV专线、110kV专线各电压等级并网，可根据就地平衡原则，合理调节各发电厂无功输出，但应注意尽量不向系统反送无功。

3.2 投切电容器（电抗器）

在变电站及线路上进行无功补偿的方法有电容器组、电抗器组、调相机、靜止补偿器等，较为常用的有并联电容器和并联电抗器。

并联电容器输出无功与电压有关，电压越高，输出无功越大，只发感性无功；并联电抗器输出无功与电压有关，只发容性无功，用于超高压、长距离、轻载线路。两者的优点是投资小，经济性好。两者的缺点是不可连续调节，不能作为动态无功电源。

并联补偿设备的工作原理：重负荷时输出感性无功，就地补偿负荷的感性无功需求；轻负荷时则吸收感性无功。从而降低系统中传输的无功功率而降低线损。

3.3 调节变压器的分接头

在系统无功功率富裕的情况下，可以通过调节变压器的分接头改变无功功率分布，使系统中传输的无功功率降低。此方法通常在调压时配合使用。

3.4 改变系统运行方式

改变系统运行方式进行无功分布调节，实质上是改变了无功功率流向。但由于正常情况下，系统运行方式相对固定，因此通过改变运行方式进行无功分布调节的方法不太常用。

4.存在问题及建议

4.1 存在问题

（1）由于本电网辖区通过10kV公用线路并网的小水电多属径流式水电站，发电曲线极易受天气及上游电站影响，且通常受线径影响，无功调节能力弱。

（2）在进行无功功率调节时，只考虑就地平衡，未考虑整体无功分布。通常在大负荷时降压变电站低压侧无功不足电压降低，小负荷时电压则升高。调度当值经常只考虑本站低压侧无功平衡，通过投切电容器组补偿无功来调节电压，忽略了系统有富裕的无功容量。

4.2 对存在问题的建议

（1）因技术原因及线路原因，正常方式运行情况下，不对径流式水电站无功功率作出严格限制；只在事故非正常方式时严格限制其无功功率。正常情况下，严格控制专线电站向系统输送无功。

（2）当系统无功功率富裕而某降压变电站低压侧无功不足时，首选通过调节变压器分接头来调节无功分布，从系统调节无功补偿本站变压器及低压侧无功功率，降低系统传输到下一段线路的无功功率，整体上达到降损目的。

（3）当系统无功严重不足时，可下令水电站多向系统输送无功。

总之，在调度运行中，统筹整体，做到灵活调度，通过合理安排水电站无功、电容器组、变压器分接头等调节方法，合理调节无功分布，使整体线损达到最低。

5.结语

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。但无功功率在线路中传输会产生电能损耗，通过无功分布调节，可以减少电网电源向感性负荷提供由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的传输，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，从而达到节能降损的目的。

参考文献：

[1]何仰赞，温增银，电力系统分析[M].武昌：华中科技大出版社，2007.

[2]虞忠年，陈星莺，刘昊.电力网电能损耗[M].中国电力出版社，2000.

[3]廖学琦.农网线损计算分析与降损措施[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

电压无功调节 篇4

(1)井下变压器供电系统的三相电压不平衡问题

由于煤矿井下特殊的环境,井下供电系统的电压等级较多,并且变压器的输出端所接的负载在不同时期也有很大不同,同时井下供电系统线路大多采用电缆线路进行输电,这些问题将导致变压器的输出端电压不容易保持稳定。对于现在的煤矿开采工作,如果井下供电系统的三相电压平衡得不到解决,就会导致井下供电系统提供不稳定的三相电压,轻则会对井下设备的正常运转造成不良的影响,重则会导致井下设备的损毁。

(2)无功功率的损耗比较大问题

现在井下设备使用的供电系统的功率因数一般超过50%,同时井下供电系统采取的补偿方式一般是集中补偿,这些问题都会造成线路损耗大,因此这会造成了能源的浪费。

上述两个问题已经是井下供电系统的主要问题,因此有必要采取措施改善该问题。

本文采用SVG[1]作为无功补偿装置。

1 SVG系统的结构

SVG系统的主要结构如图1所示。

通常情况下,SVG系统运用在井下供电系统中的方式有两种方式———电压桥与电流桥,由于电流桥有滤除谐波的作用,而电压桥只有防止电路过电压的作用,由于矿井下需要考虑无功补偿的问题,因此选用电流桥作为井下SVG系统的安装方式[2]。

通常情况下,SVG系统里的执行电路选用四个半导体晶体管构成的自动换向逆变器,由于是为矿山供电,井下环境比较复杂,一般条件下,应选用六个半导体晶闸管的自动换向逆变器。

DSP控制模块控制着SVG系统的运行和数据的处理,DSP控制芯片具有运行速度快、数据兼容性好等优点,因此SVG系统选用DSP作为控制芯片能够实现系统的功能。

2 SVG无功补偿

2.1 无功补偿的介绍

无功补偿又名无功功率补偿,无功功率补偿分为动态无功功率补偿和稳态无功功率补偿两种方式,其中稳态无功功率补偿的补偿容量相对比较稳定,动态无功功率补偿主要针对供电系统中急剧变动的冲击电荷,由于井下特有的环境,因此选用动态无功功率补偿作为补偿方式。

2.2 SVG的工作原理

首先将自动换向逆变器通过电抗器并联到井下供电系统上,其后通过调节逆变器电路的电压和相位,使其能适应于井下特殊的环境,然后通过DSP控制逆变器电压和相位角的变化,在此过程中就实现了动态无功功率补偿的效果。在调节的过程中,如果忽略谐波的干扰,SVG系统就可以等效成为一个同频率的交流电压源,这就使得系统的效率大大提高。

3 SVG的电压平衡调节

DSP具有实时控制的作用,DSP芯片通过控制SVG系统的电压参数调节,可以正确判断电压是否出现异常,其中SVG系统需要配有PLL锁相环装置,只有这样才能使得输出的电压信号成为标准的离散化正弦波,当该离散化正弦波的最大值与最小值超出给定的范围,就会反映到DSP[3]上,故可以实施补救措施。

4 SVG系统的控制算法

为了SVG系统能够达到系统的实际要求,运用合适的算法是其中不可或缺的方式。

4.1 坐标变换法

此方法适应于无功功率检测模块,首先将三维坐标转换为二维坐标,将电压、电流进行矢量点乘运算,并将得到的结果进行三维坐标转换[4],使得结果成为三相补偿电流。这种算法可以突破以前的平均值障碍,因此可以实现系统无功功率的实时检测。

4.2 SPWM控制算法

SPWM算法是以结论为研究的基础,运用脉宽调制的方法和等效正弦波的PWM波形来控制逆变器的通断,因此SVG系统运用SPWM算法能在DSP芯片的控制下实现该系统的要求,其后可以编写程序代码,来实现系统所要达到的效果,因此SVG系统可以实现电压平衡调节。

参考文献

[1]马春明,解大,余志文,等.SVG的电压控制策略[J].电力自动化设备,2013(3):96-99,107.

[2]田艳兵.矿山井下供电系统无功功率因数与节能[J].煤矿机械,2010,31(6):190-192.

[3]冯兴田,张家胜.斩控式PWM交流调压系统[J].电气时代,2006(10):123-126.

电压无功调节 篇5

电压质量管理工作关系着社会生产以及人民生活，所以要求供电企业、相关部门加强组织管理：一是制定电压质量考核标准，严格按照标准进行电压工作的考核，明确划分电压管理职责，要求相关人员积极负责地进行电压质量管理;二是要规划电网布局，根据具体实际考虑无功、有功负荷，做好无功平衡和无功补偿工作。

3.2加强对设备的周期维护以及无功补偿装置的增设

一般来说，配网电容设备长期在露天存放，很容易因为日晒雨淋造成损坏，影响电网稳定，对于配网电容设备或者无功补偿设备，必须进行定期的维护，以免设备损坏而造成对电压调节、无功补偿功能的作用无法发挥。所以要求相关部门供电运维部门根据规定，进行周期或者定期维护检修，确保设备的正常运行。再者如果有些地区的无功不足，就需要进行增设无功补偿装置，通过增设无功补偿装置，使无功功率平衡，提高电能质量，进而促进电网运行更加经济有效[2]。

3.3加强专变用户的管理

专变用户就是使用专用变压器，用电单位对设备自行配备以及保养。对于此类用户，必须加强管理：一是用电单位在采购无功补偿设备时，必须按照相关规定严格把关，不能以次充好;二是供电企业或部门对此类用户的无功补偿设备必须定期检查，确保设备的安全稳定。通过加强对专变用户的管理，确保专变用电的稳定性、安全性，维护整个电网的正常运转。

3.4重视无功管理工作

当前许多电站一味关注电压质量管理，而忽视了无功管理工作，因此需要重视无功管理工作。在实际工作中，一是对于无功补偿不足的主变压器进行扩容或者增加主变压器;二是在重负荷区做好无功平衡工作，提高电能质量。

4结语

随着社会经济的发展，社会用电量的不断增加，智能电网的建设进程越来越快。加强电力系统电压质量与无功电压管理，能够有效保证电力设备的故障对电力系统造成的影响减少，保证电网系统的稳定性和安全性，对满足社会发展所需的电能资源的供应以及对电能资源的合理优化配置有着重要的意义。此外，需要在电力系统中进行先进电力电子技术的运用，以保证电力事业的发展能够与社会发展相适应，为社会主义现代化建设提供稳定的电力能源保障。

参考文献：

[1]黎远忠.无功电压分析及改进措施浅谈[J].科技致富向导,,10(3):57.

地区电网的无功平衡和电压控制 篇6

关键词：无功平衡；电网运行；无功补偿；电压

随着电网的不断发展和电力体制改革的逐步深化，适应建设“一强三优”供电公司的要求，人们对电压问题的重视程度逐渐增加。本文从分析地区电网电压情况和无功设备状况入手，找出无功电压调整中存在的问题，有针对性的提出解决措施和方法，对提高电网电压管理和用户高质量的供电有着十分重要的意义。

1 某地区电网无功电压现状

1.1 无功设备的基本情况

目前，地区电网共有220 kV主变19台，容量3120 MVA，均为有载调压变压器；110 kV主变62台，容量2717.5 MVA，也均为有载调压变压器。

该地区电网的无功功率补偿设备主要是一台并入220kV电网的60万火电机组和各变电站的电容器组。地区电网110kV及以上变电站无功补偿电容器总容量736.334MVAR，其中220 kV变电站408.504 MVAR，110 kV变电站327.83 MVAR。

1.2 配置原则和调整手段

在无功补偿设备的配置上，主要是考虑分层分区就地平衡的原则，根据主变容量和负荷情况安装足够容量的无功补偿设备。对于220kV电网，应避免远距离、大容量的无功功率传输，力求保持各变电站的无功功率平衡，尽可能使220kV线路的无功功率流动小；对于110kV及以下的供电网，推行低压配变就地补偿，实现无功功率的分区和就地平衡，防止电压大幅波动。

无功电压的调整主要是通过调整主变分接头位置、投切电容器和电抗器、改变系统运行方式、调整发电机励磁等方法。

1.3 电压控制情况

2013年、2014年两年，地区电网综合电压合格率分别为99.967%和99.993%，2015年，将会继续提高。尤其是 2015年投运的220kV涡河变，不仅加强了电网可靠性，也对提升地区电网内县级电网的电压水平起到了关键作用。

2 存在的问题

随着社会经济的迅速发展、城市新区等工程建设，使地区电网规模不断扩大，供电负荷不断攀升。尤其是哈郑直流的落地，使地区电网结构和运行特性发生重大变化，地区电网的无功电压运行管理变得更加复杂，如不采取有效的针对性措施，可能影响供电质量，甚至危及电网安全。

2.1 哈郑直流引起的220kV层面无功传输问题

哈郑直流换流站靠近地区两座500kV变电站，致使500kV母线电压偏高，为调整电压，500kV变电站采取投入电抗器的措施。在降低500kV母线电压的同时，也使220kV母线电压降低，造成220kV线路无功潮流传输偏大，还会出现市际间无功的大量传输。

2.2 高峰时段电压调整能力不足

地区电网的大负荷季节一般在春季的灌溉时期、度冬度夏期间，此时间段电压调整困难。虽然提前采取了电压调整措施，对稳定主网电压起到了积极的作用，但在高峰时段，由于某些线路供电半径大、设备缺陷等原因，仍有电网电压偏低现象。

2.3 对县区供电电网缺少无功管理

地区县区电网的无功调压设备没有建立统一的台账，同时县区35kV变电站大多为无人值班，但又不能实现远方操作，故无功调整比较滞后，不能根据负荷和电压情况及时调整。

2.4 有载变压器调压范围选择问题

根据省调规程要求，220kV主变档位应在中间档位及上下三档范围运行，主变档位可调范围窄。同时有些主变因设备缺陷无法调档，造成调压困难。有些主变因负荷增长过快，还未进行主变调档就被闭锁。

2.5 电容器运行问题

地区电网主要的无功补偿设备是电容器。但电容器运行时发热等因素造成电容器相关设备如连接铝排、电容器本体等设备经常出现故障，而由于检修力量不足或设备备件购买周期长等原因，造成故障电容器检修工期长，电容器整体投入率不高，影响无功电压的调整。

2.6 负荷不稳定问题

地区有部分钢铁加工企业，造成电压调节无法跟上负荷变化的速度。

2.7 AVC调压策略问题

在自动化系统AVC功能中，只能设置各站自身的调压策略，不能将220kV变电站和其所带的110kV变电站的调压策略进行统一考虑，影响AVC的闭环控制。

3 调压措施

3.1 综合考虑各种因素的影响

由于无功电压调整的分散性和分层性，使得其控制比有功功率和频率的控制要困难得多。做好电压监视，控制好无功潮流和电压中枢点电压，合理使用调压手段，才能保证电压的可控、能控、在控。

3.2 提前做好電压调整

在电网运行中，做好负荷的预测工作，当高峰负荷到来之前，就将电容器投入，使电网电压提高至上限运行，这样可防止高峰负荷时电压的过分下降。同时做好预判，如果判断负荷增长较多会引起主变调压闭锁，在无功充足的情况下，先调整主变档位将电压提高至上限运行，待负荷升高后再投入电容器。

220kV主变档位调整应提前申请省调同意，并将地区负荷和电压变化情况及时向省调汇报，征得省调同意后扩大主变档位调整范围。

3.3 加强县区电网无功电压管理

建立县区电网无功设备台账，并制定县区无功电压管理规定和考核办法，确保县调无功电压调整的及时性。

3.4 提出电网改造建设建议

针对供电半径长、供电负荷重的线路和变电站，调度应及时向规划部门提出电网改造建设建议，解决线路末端电压低的问题。

3.5 及时消除电容器缺陷

运维部应加强电容器的运行维护，提高电容器检修处理速度，确保无功设备的投入率保持在较高的水平。尤其是针对经常出现问题的电容器，及早进行技改大修。

3.6 合理优化AVC控制策略

电网电压无功管理探讨 篇7

电力系统的无功补偿与无功平衡, 是保证电压质量的基本条件。有效的电压控制和合理的无功补偿, 不仅能保证电压质量, 而且提高了电力系统运行的稳定性、安全性和经济效益。因此, 两者是不可分割的。

无功补偿应尽量按分区、分层、分站进行无功补偿, 做到就地平衡以达到减少无功潮流的目的。不同电压等级的变电站一般均应配置可投切的无功补偿设备;对10 k V及以下配电线路, 可适当分散配置380 V并联电容器, 其容量约为配变容量的0.05～0.10;所有电力用户均应按《全国供用电规则》中的有关规定装设无功补偿设备使其功率因数达到规定值;在电网电压支撑点和220 k V枢纽变电站中, 应有适当的无功补偿备用容量, 以便适应在运行方式变化及事故时维持合格电压的要求。

2 无功与电压

2.1 负荷的电压静态特性

负荷的电压静态特性是指在频率恒定时, 电压与负荷的关系, 即U=f (P, Q) 的关系。其中无功负荷与电压之间的变化关系较为重要, 因为在电压变化时, 无功负荷的变化远大于有功负荷的变化, 而且无功负荷变化引起的电压波动也远较有功负荷大。

2.1.1 有功负荷的电压静态特性

有功负荷的电压静态特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重。同步电动机的负荷完全与电压无关, 感应电动机 (由于滑差的变化很小) 的负荷基本上与电压无关, 因此可以将同步电动机及感应电动机的有功负荷近似地看作与电压零次方呈正比, 为了简化计算, 近似地将这类负荷都看作与电压的平方呈正比;电力线路损失在输送功率不变的条件下, 与电压的平方呈反比 (变压器的铁损与电压的平方成正比, 因其占总网损的一小部分, 故忽略不计) 。所以, 电力系统有功负荷的电压静态特性可用下式表示:

式中, a1、a2、a3为各类负荷占总负荷的百分数。

Kpu为有功负荷的电压效应系数, 它的物理意义是:因电压变化引起的有功负荷变化对电压变化的比值。对大电力系统, Kpu一般在0.55～0.9之间;对大电力系统中的局部系统, Kpu的变化范围可能很大, 有的在0.2～3之间。Kpu还可以用下式表示:

式中, Pn为额定电压Un下对应的额定负荷;ΔP为电压变化U引起的负荷变化。

2.1.2 无功负荷的电压静态特性

异步电动机是系统中无功功率的主要消耗者, 它决定着系统无功负荷的电压静态特性。除电动机外, 变压器、输电线路也消耗一部分无功功率。系统的无功负荷静态特性实际上是各种无功负荷的综合电压静态特性。

在电压变化引起无功负荷变化的情况下, 无功负荷变化与电压变化之比较称为无功负荷的电压调节效应系数 (Kqu) , 它等于dQ/dU, 其变化范围比Kpu要大, 且与有无无功补偿设备有关。

2.2 无功对电压和线损的影响

2.2.1 无功与电压

在交流线路中, 由于线路电阻和电抗的存在, 在通过负荷功率时, 在线路的电阻和电抗上就会产生压降, 由于负荷电流中存在着有功分量iR和无功分量iL, 无功电流IL的存在, 使总电流值加大。可以简化为ΔU=iPR+iQX。

当线路输送的有功功率一定时, 电压的损耗主要决定于无功功率;如果负荷的无功电流过大, 在线路上会产生较大的压降, 会使线路末端电压较低, 电压过低对用电设备会有严重的影响。

在电网电压偏低时, 能否单纯靠调整变压器分头 (包括无励磁调压和有载调压) 来提高电压?在调压幅度不大, 电网有足够无功容量时是可以的;但如果电网缺乏无功, 变压器分接头上调, 将会引起下一级变压器和用电设备吸收更大的无功功率, 由于无功差额增大将引起电压进一步下跌。因此, 维持电压水平的根本措施是增加电网的无功容量。

2.2.2 无功对电压的影响

(1) 根据负荷的电压静态特性, 当一个地区无功过剩时, 电压将升高, 无功不足时电压将降低, 故无功不平衡将引起电压偏移。 (2) 由于无功潮流在电网中的流动, 产生电压的降落, 造成电压偏移, ΔV=Q·X。 (3) 由于无功负荷的变化, 将引起电压降的变动, 一般可用ΔV%≈ΔQ/Ps来计算 (ΔQ为变动的无功负荷量;Ps为该结点的短路容量) 。

2.2.3 无功对线损及系统经济性的影响

(1) 潮流在电网中造成的损失ΔP= (P2+Q2) /U2·R, 故无功潮流的大小影响损失;若功率因数从1.0降到0.7, 线损即增加1倍。 (2) 减少无功功率的流动, 可减小导线截面、变压器容量等设备费用。 (3) 增加输送能力。

3 电力系统电压调整手段及相关的管理措施综述

3.1 调压方式

电压是电能质量的重要指标之一。传统的电能质量包含频率、电压和可靠性3个方面。随着科学技术的不断进步和发展, 人们对电能质量有了更全面的认识和更高的要求。电压质量对电网的安全与经济运行, 对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有重要影响。

电压调控采用哪种基本的调压方式, 需要根据电网的基本情况, 如中枢点供电至各负荷点的线路的长度、负荷的类型及其大小、各负荷的变动幅度及其变化规律作出正确的选择。主要有逆调压、恒调压和顺调压3种基本调压方式, 而“逆调压”方式是地区电网电压质量的首选调压方式。

3.2 调压方法

电压调整是一个复杂的问题, 因为整个系统的每个结点的电压都不相同, 用户对电压的要求也不一样, 所以不可能在系统一、二处调整就能满足每一个结点的电压要求。电压的调整应根据系统的要求视不同情况采用不同方法。

加强网架建设、完善电网结构、优化无功电源配置, 是做好地区电网电压质量调控工作的基本条件。电压调整的方法具体有: (1) 增减无功功率进行电压调整, 如调相机、并联电容器、并联电抗器的调压; (2) 改变有功和无功的重新分布进行电压调整, 如调压变压器、改变变压器分接头的调压; (3) 改变网络参数进行电压调整, 如串联电容器、停投并列运行变压器的调压。

毫无疑问, 电网无功电源配置不足, 不具备灵活的无功电力调节能力, 甚至缺少必要的检修备用, 要对电网电压实施调控是难以保证的。电网中每一个结点的电压都不相同, 用户对电压的要求也不一样, 要做好地区电网的电压质量调控工作, 必须根据电网的具体要求, 在不同的结点, 采用不同的方法。

电压质量管理是一项技术性、综合性很强的的工作, 涉及从规划到生产运行中的每一个环节, 地区电网规划、输变电工程设计、基建项目投运, 都要合理确定无功补偿设备和调压装置的容量、选型及配置地点, 同步落实相应的无功电力补偿设施;生产运行部门要严格验收精心维护, 保证设备良好的投运率。改善、提高电压质量, 必须紧紧抓住无功平衡和无功补偿这项基础工作。这就涉及到网架建设、电网结构及无功电源配置问题, 因为这是实施电压调控的最基本的条件。

3.3 相关的管理措施

加强对用户及各地区电网受电功率因数的监督、考核是做好无功平衡及电压调整工作的有力措施。事实上, 电压调整是一个比频率调整更为复杂的问题, 也是电力需求侧管理的一项重要内容。电网的无功补偿和调压手段, 是保证电压质量的基本条件。但忽视了用户这一重要环节, 也很难真正把电压调控好。

(1) 合理安排电网运行方式, 做好无功功率平衡的日、月、季、年的平衡计划, 是做好电网无功功率分层、分区、就地平衡的基础工作。

(2) 电网每一结点电压质量的好坏除了与调压设备有关外, 与电网调度员及变电站运行人员对电压的监视和及时调整也关系重大。区调、县调除了应掌握管辖范围内的调压设备的调压能力、运行情况外, 尚应掌握辖区内的电压监视点的电压变化规律及允许偏移范围, 并随时对电压监视点的实际电压进行监视和调整。为了做好调压工作, 调度部门要合理安排电网的运行方式, 并切实做好下列准备工作:1) 编制全网日、周、月、季、年无功负荷曲线;2) 编制全网各县区无功平衡表;3) 编制与下达骨干水电站及枢纽变电所的无功电压曲线或无功负荷曲线;4) 编制电压监视点的电压曲线;5) 合理选择各发电站及中枢点变压器的分接头。

电力企业无功电压管理 篇8

2010年我局全年用电量达12.7亿k Wh, 平均供电负荷达14.5万k W。至2010年底, 共有35k V及以上的变电站8座, 主变压器台数为12台, 总容量422.950MVA。针对我市目前的无功补偿状况, 电网对电压的调控能力较差等问题, 根据前几年的负荷情况, 我们对农网的无功需求做出了预测, 并在规划和设计中逐步完善无功补偿设备的配置, 实现电网无功补偿及电网的最优配置, 同时, 切实加强调度运行管理, 确保电网安全稳定运行, 达到节能降损和提高电压质量的目的。

1 专业管理的目标描述

1.1 专业管理的理念

为加强对电压无功的管理, 使电力系统各级电压质量符合国家标准, 向用户提供合格电能质量的电力, 树立电力系统良好的社会形象, 保证高质高效的运行电网, 优质的电网是必备的硬件条件, 管理制度是可靠的保证, 而人员是实施的基础, 所以我局的管理理念是:以人为本、创新为魂、精细管理、优化系统、做到更优秀、更精简、更高效。

1.2 专业管理的范围和目标

电压无功管理是一项技术性、综合性很强的工作, 其管理范围涉及规划、计量、用电、修试及生产运行的全过程, 我局将生产技术部、营销工作部、农电工作部、电网办、电建公司及其下属的生产班组纳入电压无功管理领导小组管理范围, 准备实现以下目标要求:

1) 供电区域内农网供电综合电压合格率达到98.8%以上, 居民端电压合格率达到96.8%及以上;

2) 实现农网35k V及以上电压等级变电所主变二次侧功率因数不低于0.95, 315k VA及以上配电变压器二次侧功率因数不低于0.92的目标。

3) 实现农网10k V高压综合线损率达到4.7%及以下, 低压线损率达到8.8%及以下的目标;

4) 实现农网35k V及以上电压等级变电所无功补偿容量符合《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》规定的要求;35k V及以上电压等级的变压器100%以上安装无功自动跟踪补偿装置;

5) 实现低压线路三相不平衡度小于10%的目标;

6) 电压正弦波畸变率:110k V小于等于1.5%, 35k V小于等于3%, 10k V小于等于4%, 0.38k V小于等于5%;

7) 基本实现农网各类电压监测点实时数据监测、35k V及以上变电所无功管理数据实时监测的目标;

8) 实现全面开展无功优化计算的目标;

9) 实现农网每10台配电变压器配置不少于两个居民端电压监测点的目标。实现电压监测仪器装设率100%、可用率99%的目标;

10) 实现农网电压无功补偿设备可投运率达到98%及以上的目标;

11) 实现电压合格率数据统计管理计算机网络化;

12) 研究制订农网无功补偿装置配置运行维护标准, 规范农网无功补偿装置的管理。在供电半径超长的10k V线路, 开展10k V线路。

专业管理的指标体系及目标值, 如下表所示:

2 专业管理的主要做法

2.1 无功电压管理工作流程分析

无功电压管理工作流程分为两块, 一块是对有计划工作完成的规定, 一块是对临时发生事件的规定。对于有计划的工作, 部门、班组按冷水江电力局无功电压管理考核办法的职责及考核内容, 结合每月的绩效合约按时完成;对于运行中出现电压偏差、监测表计缺陷、用户投诉等情况实时上报无功电压管理专责, 由生技部进行分析后, 拿出整改方案经生产局长落实部门、班组予以解决。

整个流程的关键在于生产技术部无功电压管理专责, 负责检查督促各部门、班组无功电压管理职责完成情况, 分析汇总, 并进行工作总结, 上报无功电压管理领导小组和上级主管部门, 同时, 将无功电压管理各项工作进行分配, 指定人员落实。

1) 与调度班、维操队、配变班、修试班联系, 维操队操作人员每四天巡视各变电站一次, 对各电压监测仪抄表、检查, 对各无功电压设备巡视检查, 监控人员随时监视各变电站电压情况, 电压如有异常情况, 经过观察确定, 通知调度, 及时采取措施, 利用电容器投退或主变调档, 保证我局A类电压在合格范围, 如无功设备发现异常, 及时通知修试班消除缺陷, 保证无功设备的可用率。配变班定期巡视配网无功设备, 保证配网无功设备的可用率、投入率, 建立健全设备技术台帐, 对所辖范围内公用配电变压器运行参数进行收集、整理, 上报生技股为配网改造提供可靠依据;对低压网电压、三相负荷进行轮测, 合理调整配变档位, 保证城区居民用户端电压在合格范围;

2) 与农电工作部无功电压管理员联系, 及时反馈各农网用户的电压及三相负荷情况, 合理调整配变档位, 保证农村客户端电压在合格范围, 及时反映电压监测情况, 保证各电压监测仪的正常运行, 督促各供电所在夏季高温负荷季节对各变压器进行抽测, 掌握农网各点的电压情况;

3) 与营销部无功电压管理员联系, 及时了解各城区用户的电压质量情况, 配合配变班, 管理好城区配网无功设备的运用和无功设备的可用率, 同时在夏季高温季节, 对各公变进行抽测, 掌握城区各点的电压情况。对专变用户, 监督用户严格遵守供用电合同, 按照无功就地补偿的原则, 从设计到安装使用严格执行;

4) 与电网办的联系, 为规划电网无功电压提供运行参数。

整个流程的过程控制在于无功电压领导小组, 它是整个流程的起始与终结, 拥有专业管理工作的决策和考核权, 对整个流程起监督作用。

3 确保流程正常运行的人力资源保证

3.1 管理体系

为了加强组织领导, 明晰职责, 我局建立、健全了无功电压管理工作领导小组和三级管理网络, 成立了冷水江电力局无功电压管理领导小组, 每年按人员进行调整。明确生产技术部为无功电压管理的归口部门。生产技术部、农电工作部、电力营销部、电网办、电建公司, 分别设置兼职无功电压员, 负责各管辖范围内班组的无功电压管理工作, 在各班组指定专业负责人, 落实专业管理的各项工作, 确保指标。从而构成了我局无功电压管理网络中的决策层、管理层和执行层, 行成了一个层次分明, 执行有力的管理体系。

3.2 职能与职责

同时进一步明确了各部门的职能与职责。无功电压管理领导小组负责监督、检查本单位的无功电压管理工作执行情况, 制定并严格执行无功电压各项管理制度和考核、奖惩办法, 对上级下达的无功电压管理要求及时进行传达, 对无功电压工作例会提出的问题进行决策, 做好本县电网及无功电压发展规划, 并督促实施。生产技术部作为无功电压归口管理部门, 主要负责制定局无功电压管理模式的实施方案并组织分步实施, 召集每月的无功电压分析例会, 负责管理层各部门的协调, 制定和落实执行层的考核制度, 严格无功装置的设计, 安装, 运行管理, 编制无功电压措施计划, 并考核到位。电力营销部负责用户无功电压方面的监督管理及严格力调电费的执行等工作。开展用电检查, 加强用户的无功管理, 编制用电营业方面的无功电压措施计划, 配合有关部门进行营业普查和无功电压分析等。农电工作部主要负责各乡 (镇) 供电所的无功电压管理及考核, 编制农电管理方面的无功电压措施计划并组织实施等。电建公司负责无功设备基建安装, 并提供相关的技术资料。电网办负责冷水江配电网络电压无功规划工作。

4 结论与建议

无功电压工作要实现规范化、科学化, 首先必须有一系列的科学管理制度和管理标准, 建立起无功电压制度体系。在完善无功电压考核办法, 健全相关档案和记录的过程中, 我们建立了一套行之有效的无功电压分析例会制度等相关的制度和标准:1) 无功电压计划、指标管理办法;2) 电压质量和无功电力管理标准;3) 无功电压分析例会制度;4) 电网经济运行有关制度;5) 无功电压管理考核与奖惩制度;6) 无功电压管理及其培训管理制度;7) 无功电压统计分析报告制度。

在工作过程中, 我们参照规程进行双重考核, 其一按月考核, 将无功电压管理工作各类指标按各部门、班组的职责分解成实际工作纳入部门、班组的绩效合约, 如生产技术部以日常管理、设备管理、质量管理三大块分解考核指标;营销工作部对班组按职责的范围实行分级、分线、分台区管理控制。以企业无功设备可运率、10k V及以上公用线路综合无功功率因数、0.4k V低压综合无功功率因数、各电压检测点电压合格率, 公变台区三相负荷平衡率等5个指标管理为主线, 环环相扣, 不留漏洞。无功电压管理领导小组在每月召开一次月度无功电压例会, 同时, 使我局无功电压工作有了明显提高。查找工作未完成的原因、存在的问题, 制定解决方案, 正确、及时、科学地进行无功电压统计分析, 查找无功电压管理中存在的不足, 及时解决存在的问题;其二年底按冷水江电力局无功电压管理考核内容完成情况, 分配市局无功电压专项奖金。真正做到了责任到人, 奖惩到位, 实现无功电压指标管理的全过程可控和在控。

摘要：为保证电网安全、优质、经济运行, 我局各部门、班组都把提高电压无功的管理提到重要的议事日程上来。通过几年努力, 我局电压无功管理工作上了一个新的台阶。为满足电网运行需要、积极推广现代先进技术、注重规划, 建立、健全了无功电压管理工作领导小组和三级管理网络, 加强班组人员培训, 构成了我局无功电压管理网络中的决策层、管理层和执行层, 行成了一个层次分明, 执行有力的管理体系, 实现无功电压指标管理的全过程可控和在控。

小水电网无功电压控制措施 篇9

小水电SHP (Small Hydro Power) 的装机容量范围统计范围到5.0万k W (50MW) 。

我国小水电资源十分丰富, 技术可开发量达1.28亿千瓦, 居世界第一位, 广泛分布在全国1700多个县 (市、区) 。

电力系统的电压水平是系统无功功率供需平衡情况的具体表现, 但是和系统频率与系统有功功率供需平衡关系的情况不同, 传输无功功率不但会产生一定损耗, 而且沿传输途径还会有电压降落, 系统中各枢纽点的电压特性具有地区性, 由于无功功率的供需关系分布各异, 同一时刻中不同地点的电压也会不同。系统中各点的电压调节主要依靠就地无功功率的供需调节来实现, 不同的无功控制措施对无功平衡起到不同的效果。

本文就无功平衡控制解决电压升高的措施进行研究, 以某电网内的地区电网为例, 解决了A电网丰水期低谷负荷时电压升高问题, 提出了一些有意义的措施和建议。

二、无功补偿和电压调节的基本关系

1. 有功、无功功率传输对电压水平的影响

当线路传输功率时, 电流将在线路阻抗上产生电压损耗。

由于在高压电网中, 因输电线路的导线的截面较大, 使得线路电抗远大于线路电阻 (X>R) 。因此, 从电压和相角变化量可简化为下式:

由上式可知, 无功功率 (Q) 对电压损耗的影响较大;有功功率 (P) 对电压损耗的影响要小得多。相反, 有功功率对相角的影响较大。在变压器支路中, 一般串联电抗的数值要比电阻大很多, 因此ua, 在ua0变压器支路中无功功率的损耗也是造成电压损耗的主要原因。可以归纳如下:无功功率在线路上的流动是造成电压幅值降低的主要原因 (由于电压无功强耦合, 电压有功弱耦合) , 因此, 减少无功功率在线路上的流动, 合理选择无功功率的就地平衡是防止电压越限的主要手段。

2. 传输无功A.功率的无功损耗

(1) 传输距离愈远 (1x愈大) , 所发生的无功功率损耗的份额会成比例的增大。

(2) 传输的无功功率愈大, 无功功率传输损失的比率也会增大。

(3) 电源点电压偏低, 无功功率损耗的份额也会增大。

3. 系统电源容量、无功补偿和节点电压的关系

为简化分析, 假定1Z与Z2有相同的阻抗角, 节点a的右侧为受端系统, 则节点a的电压是

落在NM段上各点的电压见图5所示。容易看出, 系统中点处电压最低。假定在节点a处接入并联无功Z补偿装置, 其阻抗为Z, 则节点a a的a0电压Z1Z为2:Z

由上式中可以看出:当Z为负值, 即接入并联电容器时, 将使负荷点的电压升高;当Z为正值, 即接入并联电I抗II.器时, 将使负荷点的电压降低, 即起到抑制电压的作用。

综上所述, 可以得知:

(1) 需要有足够的沿整个送电系统分布的无功补偿容量及调节能力, 以适应系统在各种运行情况下的调节要求, 保证系统各点电压随时处于合格水平。

(2) 每一负荷区域都要求自身具有足够的无功补偿及调节能力, 以适应地区负荷的需要, 不应要求由超高压电网经过大的传输阻抗输送功率, 为此应在系统中尽可能地实现无功功率的分区平衡。

三、A地区电网现状分析和电压升高解决方案

1. 电网现状分析

A电网经220kV一次变接入B电网, A地区的县内建设有大量的小水电站, 这些小水电站串接入电网。在丰水期低谷负荷时, 小水电站大发, 负荷降低, 使网内无功过剩, 造成电网内部分线路电压过高。

首先我们通过潮流计算得出A电网丰水期低谷负荷时的一些关键节点的电压, 在观察水电网内节点电压时, 根据实际电网电压升高点选取节点1、节点7、节点9、节点13、节点18、节点26、节点30、节点32、节点34、节点36为主要观察点。这些节点一是变电站所在的关键节点;二是小水电网内的梯级水电站接入电网的关键节点;三是丰水期低谷负荷时电压升高的主要节点。如下图所示:

计算条件:丰水期低谷负荷时A网内总的发电有功:56MW;发电无功:18.58 Mvar;负荷有功:48.47MW;负荷无功:11.8Mvar。

通过以上情况得知, 在A网丰水期低谷负荷时, 有功负荷严重不足, 小水电站出于经济利益的考虑, 为了送出更多的电力, 争相保证自己的出力, 不限制上网电量, 造成无功过剩, 抬升了网内线路的电压。

2. 控制A网内电压升高技术方案

首选方案:A网内水轮发电机组进相运行措施。

第二方案:发电机少发无功 (即高功率因数运行) 配合调整变压器分接头措施。

第三方案:发电机少发无功配合加装并联电抗器措施。

四、结论

1. 通过理论分析和潮流计算验证得知, 调整水电网内小水电站升压变分接头来降低电压的措施效果不明显, 不能彻底解决水电网内电压升高问题, 需要配合水轮发电机组进相运行来降低电压。

2. 从理论和技术层面看, 水电网内水轮发电机进相运行和加装并联电抗器的降压措施, 对于解决网内电压升高问题有很好的效果, 可以使电压满足要求。潮流计算也验证这两种解决方案能很好地解决水电网内电压升高问题。

3. 如果把投资成本考虑进去, 进相运行则具有一定优势, 因此水电网内水电站发电机进相运行的措施无疑成为解决目前A水电网丰水期低谷负荷此情况下电压过高问题的最佳方案。

参考文献

[1]周双喜, 姜勇, 朱凌志.电力系统电压稳定性指标述评[J].电网技术, 2001, 25 (1) :1-7

[2]陈珩.电力系统稳态分析, 中国电力出版社, 2001.

[3]彭志炜, 胡国根, 韩祯祥.基于分叉理论的电力系统电压稳定性分析, 中国电力出版社, 2005.

加强电压无功管理降低电能损耗 篇10

1 健全组织强化责任

广平县供电公司成立由主管经理任组长, 生技部、调度所、营销部及各供电所等部门负责人为成员的电压无功管理小组, 负责全公司电压、无功管理的规划建设, 督促公司各部门搞好电压、无功管理, 制定考核办法, 确保上级下达的电压质量、功率因数、线损等各项任务指标完成。下设工作小组, 工作小组设在生技部。

2 构建合理电网构架

2.1 加大电网建设改造力度

结合农村电网升级改造工程, 先后投入资金1.5亿元, 新建110 kV高曲变电站1座、容量80 MVA, 新建改造35 kV线路42 km, 10 kV线路210 km, 低压线路1 200 km, 配电台区650个、容量40 MVA。经改造后的电网, 35 kV供电半径不超过25 km, 10 kV供电半径不超过13 km, 低压供电半径不超过0.5 km。35 kV变电站和县城、工业区10 kV线路实现了“手拉手”环网供电, 开环运行。35 kV线路取消了50 mm2及70mm2导线, 全部更换为95～180 mm2导线;10 kV线路取消了25 mm2及35 mm2导线, 全部更换为50～120 mm2导线。35 k V变电站主变压器实现了N-1配置。

2.2 及时调整配电变压器三相负荷, 改造迂回、“卡脖子”线路

广平县供电公司成立低压维护队, 抽出专人对三相四线制供电或单相负荷较多的配电变压器每季度测试一次三相负荷电流, 并做好记录, 发现三相电流不平衡率超过15%的及时进行调整, 积极推广“三相负荷自动调整装置”85台;每季度结合安全、用电普查, 将发现的高低压电网迂回线路及“卡脖子”线路、配电变压器进行登记, 并及时通知有关部门限期整改, 确保所有客户端电压合格。

2.3 合理选择配电变压器台区位置

由于一、二期网改资金不足, 个别台区沿10 kV线路布置, 偏离负荷中心, 再加上近几年新农村建设, 个别村负荷中心发生位移。针对此情况, 广平县供电公司投入资金250余万元, 延伸10 kV线路32 km, 搬迁配电台区102个, 并对配电台区建立动态档案, 发现配电变压器偏离负荷中心的及时进行改造。

3 优化无功补偿及电压调整

3.1 无功电容器配置

110 kV变电站的无功集中补偿装置容量按主变压器容量的10%～20%配置;35 kV变电站的无功集中补偿装置容量按主变压器容量的15%～25%配置。10kV配电线路按照线路无功缺额和功率因数的实际情况配置, 一般按配电变压器总容量的20%～30%配置, 当线路较短、负荷较集中时装设1组电容器;当线路较长、负荷较分散式时装设2～3组电容器。当线路上只装1组电容器时, 安装点选择在距10 kV线路首端2/3处;当线路上装置2组电容器时, 第一组装设在距线路始端2/5处, 第二组装设在距线路始端4/5处;当线路装设3组电容器时, 第一组装设在距线路始端2/7处, 第二组装设在距线路始端4/7处, 第三组装设在距线路始端6/7处。线路装设2组及以上电容器时, 各组电容器容量按周围负荷容量确定。

广平县供电公司积极推广安装10 kV无功自动补偿装置20台、容量8 Mvar, 占安装10 kV补偿电容器的30%。公用配电变压器的低压侧全部配有一定容量的电容器, 电容器的容量在无自动投切装置的情况下以20%～30%的配电变压器容量配置。对个别低压线路较长和大部分负荷集中在末端的线路, 在线路末端电杆或墙壁上安装低压自动补偿箱或固定电容器;工副商业和排灌专用配电变压器实行台区补偿和随机补偿相结合, 对超过7.5 kW及以上的电动机实行随机补偿, 补偿容量按电动机容量的50%～70%选取;对7.5kW以下电动机较多的工商业客户, 在配电台区装设自动补偿装置, 补偿容量按去除7.5 kW及以上电动机随机补偿容量后负荷容量的70%～90%选取;对7.5kW以下电动机较少的工商业客户和排灌专用配电变压器台区实行固定补偿, 补偿容量按去除7.5 kW及以上电动机随机补偿容量后负荷容量的20%～30%选取。

3.2 电压调整及电容器投切

广平县35 kV变电站都装有有载调压变压器, 在确保电网无功不倒送的情况下, 要求调度或变电站值班员根据电网情况、预先制定的电压控制曲线, 在用电高峰时首先投入电容器, 再调整主变压器分接头, 直至电网电压运行在合格范围上限;在电网低谷负荷时, 首先调整主变压器分接头, 再切除部分电容器或全部电容器, 直至电网电压运行在合格范围下限;在一般情况下, 电网电压较高时, 首先调整主变压器分接头, 降低电网电压, 再切除部分电容器或全部电容器;电网电压较低时首先投入电容器, 再调整主变压器分接头, 升高电网电压。结合电网调度自动化积极推广电压无功优化控制系统, 实现电网电压、电容器的实时动态调整。

3.3 配电变压器分接头调整