电压无功功率

电压无功功率（精选十篇）

电压无功功率 篇1

在电力系统中, 如果有功功率完成的是电力系统能量的转换, 那么无功功率则是帮助电力系统完成能量转换而耗掉的功率, 在设计一台电力系统时不可能存在不使用无功功率只出现有功功率可能性。

1 无功功率的产生及作用

所谓的有功功率是指电力设备产生功率时, 它能直接转化为能量。比如6千瓦的电动机直接转为6千瓦的能量, 此时它的所有功率都是有功功率。然而将电能接全部转化为有功功率只是理想中的设计。实际上这台设备使用6千瓦的电它可能只产生5千瓦的能量, 它的另1千瓦能量有可能为了维持电动机的运转而被使用, 此时不能直接产生出来的功率就被称为无功功率。无功功率并不是没有用处的, 从以上的例子能看到如果说有功功率是直接产生能量, 那么无功功率是为了让有功功率能完成转化的过程而被耗损掉。没有无功功率就无法完成有功功率的能量实现。

2 无功补偿

2.1 无功补偿的原理

如果将电力系统产生的功率视为:总功率有功功率+无功功率, 那么从以上原理中可以看到, 无功功率是帮助有功功率产生的重要能量。然而在电力系统中如果串联上具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷装置, 那么电力系统需要的感性负荷将会减少, 此时它能减少无功功率同样能维护电力系统的运转, 此时无功功率就能变为有功功率产生能量。无功补偿能在保持电力系统功能运转不变的前提下减少无功功率的消耗。在电力系统中, 无功补偿的原理能起到重要的做用:它能将更多的无功功率转为有功功率, 使电力系统运转时需要的成本降低;如果采用无功补偿, 它能无形中加大有功功率的作用, 因此它在降低电容的情形下保持电力系统设备的功率, 降低电力系统的使用成本;如果电力系统可以降低电容设计, 那么就可以降低电力系统使用时的线损。因此电力系统中要尽量使用无功补偿的方式, 避免电力系统不需要的功率消耗。

2.2 无功补偿的形式

在电力系统中, 为了尽量减少无功消耗, 因此无功补偿的原理常常被电力系统使用。通常它以以下的方式实现:

变电站补偿方式, 它是指将无功补偿的原理超接接在变电站的母线上, 让变电站运行时就能得到无功补偿, 该种方式设计简单、使用容易、便于维护, 然而在部份场合它不能起到应用的作用。配电线路补偿方式, 它是指在配电线路上应用无功补偿的原理, 该种方式虽然也设计容易、便于使用, 然而它能起到的效果与电网中通过的负荷有关, 如果供电系统负荷极重, 且电力系统长期三相不平衡, 那么它也无法起到无功补偿的作用。随机补偿的形式, 它也指就地补偿的形式, 它是在发动机上应用无功补偿的原理, 一旦电动机开始应用, 它就能完成无功补偿的效果, 该种方式应用起来效率好、便于安装、变于维护, 适用性极强。随器补偿的形式, 它是安装在电压器量侧, 随变压器一起运行, 为变压器提供无功补偿, 然而电力系统中常常要使用各种变压器, 如果每台变压器都安装无功补偿设备, 则不够经济。跟踪补偿的形式, 它是指随着设备设计的无功补偿形式, 然而用户使用的电力设备比较多、运行的环境也较复杂, 如果每台设备都专门设计无功补偿形式, 则要增加生产的成本。

从电力系统中使用的无功补偿方式可以看到, 它用三种形式作无功补偿:集中补偿, 它是指在配电网上直接作无功补偿设计;分组补偿, 它是指根据电压、电容等设备设计的无功补偿;单机补偿, 这是指如果某种设备如果使用无功补偿可以提高效益, 那么可以在该台设备上应用无功补偿原理进行设计。无功补偿的原理虽然能降低成本, 然而在实际使用该种原理时, 要根据电力系统的实际情况采用合适的情况进行无功补偿的设计和使用。电力系统并不是任何设备、随时随地都需要使用无功补偿设备, 如果使用不当, 将有可能只是无谓的浪费成本。

2.3 无功补偿设备

通常集中补偿形式与分组补偿形式都要根据具体的情况决定能否使用无功补偿, 那么单机补偿的方式则比较灵活, 电力系统根据实际情况使用单机补偿的形式也能降低成本。然而使用怎样的设备则需要仔细选择。目前无功补偿设备主要分为以下几种:

(1) 同步调相机

它的使用原理是在没有励磁状态的情形下为电力系统提供感性负载, 让设备具有无功补偿的功能。它提供无功补偿功能时必须是在转动的情形下, 它的噪音大、使用造成的损耗大、不便于维护, 目前普遍不再使用该种设备。

(2) 开关投切固定电容

该种方式虽然有一定的无功补偿作用, 然而它不便于手动操作, 如果出现过度补偿或者补偿不够, 也无法对它进行操控。该种方式虽然使用方便、使用成本小、然而无法对它自由操控却是它的极大欠缺。

(3) 静止无功补偿

该种设备是将电容和电感合在一起, 通过单片机控制进行无功补偿。这种方式补偿精准、响应速度快、使用危险性小、不需要人工操作。它目前被广泛使用在配电网上。通过静止无功补偿设备使用, 它能极大的减力配电网运行的成本。

(4) 静止无功发生器

它又称为高压动态无功补偿发生器, 该种设备是使用电力半导体桥式变流器来动态的完成无功补偿方式, 它打破传统的静态补偿原理, 能用更科学的方式完成补偿功能。该种设备目前技术尚未完全成熟, 然而它的原理已经给无功补偿装置提供新的方向, 经过不断的调试, 它将会应用在交流输电系统与定制电力系统中, 使电力系统的运行更具效率。

3 结语

无功补偿设计是电力系统设计的重要环节。通过合理的无功补偿设计, 电力系统的运行能极大的降低成本。而怎样将无功补偿设计应用到电力系统中, 是目前人们正在探索的。应用最合理的无功补偿形式、使动态的无功补偿方式是未来电力系统无功补偿应用的方向。

摘要：电力系统中存在有功功率和无功功率, 无功补偿是指在不影响有功功率输出的情形下将无功功率转为有功功率, 使用无功补偿原理能优化电力系统。本文着重研究有功补偿的原理及就用形式, 并对目前常用的几种无功补偿设备进行研究。

关键词：电力系统,无功功率,电压控制

参考文献

[1]王正风.徐先勇.司马峰.电力系统无功功率的最优分布——等网损增率准则和最优网损微增率准则的接合[J].扬州电力, 2004 (6) .

[2]胡彩娥.杨仁刚.用电力系统分区方法确定无功源最佳配置地点[J].电力系统及其自动化学报, 200 (43) .

电压无功功率 篇2

电力系统无功功率平衡和电压调整

33.2

电力系统的电压调整

33.2.1

改变变压器分接头进行电压调整

改变变压器变比调压

voltage

adjustment

via

changing

transformer’s

tap

1．双绕组变压器的高压侧和三绕组变压器的高、中压侧往往有若干个分接头可供选择。其中对应于的分接头成为主接头。

6000KV·A以下的变压器有三个分接头，8000KV·A以上的变压器有五个分接头，2．如图所示：

为升压变压器，为降压变压器。

1）

现以为例说明降压变压器分接头的选择方法

已知：最大负荷时高压侧母线电压为，变压器的电压损失为，低压侧母线要求的电压为。

求：最大负荷时应选择的的高压侧分接头电压

分析：

其中：为最大负荷时，归算至高压侧的低压母线电压；

为最大负荷时应选的变比。，为低压侧的额定电压。

则联立上式，可得：

同理：可得最小负荷时变压器应选择的高压侧分接头电压

若为无载调压，则变压器分接头应取：

根据计算得出的选择与之最接近的分接头，然后校验所选的分接头能否使的低压侧母线电压满足调压要求。

2）

升压变压器分接头选择

以上为无载调压；若为有载调压，则可分别选择最大、最小负荷时应选择的分接头，不必取平均。

变电所中的原则性要求：

1）逆调压：高峰负荷时升高中枢点电压（至105%），低谷负荷时降低中枢点电压（至）。适用于供电线路较长，负荷变动较大的中枢点。调压设备：调相机、静电电容器、有载调压变压器。

2）顺调压：高峰负荷时允许中枢点电压降低（但不低于102.5%）,低谷负荷时允许中枢点电压升高（但不允许高于107.5%）。适用于供电线路不长，负荷变动不大的中枢点。不用装特殊的调压设备。

3）常调压：任何情况下都保证中枢点电压基本不变。如（102%～105%）。通过合理选择变压器变比和并联电容器来调压。故障时允许电压偏移较正常时大5%。

33.2.2

利用电容器进行电压调整

33.2.2.1

选择静电电容器作为并联补偿设备

改变电力网无功分布的具体做法：在输电线路末端靠近负荷处装设并联电容器或调相机。

例：如图所示

令：补偿前后不变。

分析：

未装无功补偿设备时：，－折算至高压侧的低压电压

装无功补偿设备后：

则：

故：

近似的：

补偿后低压侧实际电压为，则：

由上式可见，若要确定，则应先确定变压器变比K，而K的确定与补偿设备的类型有关

用静电电容器，最小负荷时电容器全部退出，最大负荷时全部投入。

用调相机时，最小负荷时吸收或（50％∽60％），最大负荷时发出。

则：

1）

用静电电容器：

最小负荷确定K：

最大负荷确定：

2）

用调相机：

～

则：

～

用上式求出K，然后选择合适的分接头，用下式求

实际计算步骤：

①

计算出，②

选择无功补偿装置类型

③

确定K（先确定变压器高压侧分接头）

④

计算

⑤

验算电压偏移

33.2.2

浅议电力系统的无功功率和电压控制 篇3

1、前言

总体来说，电力系统有效和可靠的运行，电压和无功功率的控制应满足以下目标：

1.1系统中有所有装置的在端电压应在可接受的限制内。

1.2为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性。

1.3应使无功功率传输最小，以使得RI2和XI2损耗减小到最小。

当负荷变化时，输电系统的无功功率的要求也要变化。由于无功功率不能长距离传输，电压只能通过遍布整个系统的具体装置来进行有效控制。

2、无功功率的产生和吸收

同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。

架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。当负荷低于自然负荷（波阻抗），线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。

地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。

变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。

负荷通常吸收无功功率。由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。

3、无功功率的补偿

3.1无功功率不足的危害：交流电力系统需要电源供给两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。无功功率不足，无功电源和无功负荷将处于低电压的平衡状态，将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。

3.2无功补偿原理：在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流之后电压九十度，纯电容负载中电流超前电压九十度，也就是说纯电容中电流和纯电感中的电流相位差为180度，可以互相抵消，即当电源向外供电时，感性负荷向外释放的能量由荣幸负荷储存起来；当感性负载需要能量时，再由荣幸负荷向外释放的能量来提供。能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。

3.3无功补偿的三种形式：

3.3.1集中补偿

集中补偿就是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方式，安装简便，运行可靠，利用率高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏。季节性用电较强，空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。

3.3.2分散补偿

分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所个分路的出线上，形成抵押电网内部的多组分散补偿方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散的补偿场合，这种补偿方式效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。

3.3.3个别补偿

个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的方法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿。这种补偿方法的效果最好，它能实现就地平衡无功电流，又能避免无负荷时的过补偿，是农网中队异步电动机进行补偿的常用方法。

3.4无功补偿设备

根据补偿的效果而言，电容器可以补偿负荷侧的无功功率，提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。电抗器可以吸收电网多余的线路充电功率，改善电网低谷负荷时的运行电压，减少发电机的进相运行深度，提高电网运行性能。

3.4.1无源补偿设备装置

并联电抗器，并联电容器和串联电容器。这些装置可以是固定连接式的或开闭式的，无源补偿设备仅用于特性阻抗补偿和线路的阻抗补偿，如并联电抗器用于输电线路分布电容的补偿以防空载长线路末端电压升高，并联电容器用来产生无功以减小线路无功输送，减小电压损失；串聯电容器可用于长线路补偿等。电力系统变电站内广泛安装了无功补偿电容器，用来就地无功平衡，减少线损，提高电压水平。

3.4.2有源补偿装置

通常为并联连接式的，用于维持末端电压恒定，能对连接处的微小电压偏移做出反应，准确地发出或吸收无功功率的修正量。如用饱和电抗器作为内在固有控制，用同步补偿器和可控硅控制的补偿器作为外部控制的方式。

4、结束语

无功补偿对提高功率因数，改善电压质量，降损节能、提高供电设备的出力都有很好的作用。只要依靠科技进步，加大资金投入，优化无功补偿配置，实现无功的动态平衡是完全可能的。

参考文献：

[1] PRABHA KUNDUR 著.电力系统的稳定与控制[M]．中国电力出版社．

[2]刘娅.变电站无功补偿分析 [M]．行业透视．

电压无功功率 篇4

在电网的调度运行过程中, 需要对其无功功率及电压进行妥善管理, 在管理工作中, 需要注意这样的几点问题: (1) 保证电力系统在静态与暂态中的运行稳定性, 保证其变压器分接头的运行范围处于正常范围中, 并要保证系统的运行电压大于最低限值; (2) 在电力网络正常运行过程中, 必须要保证其具有一定量的无功功率储备, 这对于防止电网中出现相应故障之后系统电压大于最低限值具有非常重要的作用, 这能够有效的防止电力网络运行过程中出现电压崩溃事故; (3) 电网运行过程中为了很好的适应电力设备的绝缘水平, 防止变压器出现过饱和, 需要对系统中的电压进行有效控制, 使其小于规定的最大限值, 并要在此基础上为用户提供合理的高质量电压; (4) 在满足以上的几点要求之后, 要尽量的减小网络中的有功损耗, 这对于电网运行经济效益的提升具有积极的作用。下面就对电网调度运行过程中, 相关问题进行简单分析探讨。

1 电网调度中无功补偿设备的配置

在电网的调度运行过程中, 要想对电网中的电压进行有效控制, 根据实际需求, 在电网中适当的装设一些无功补偿设备是非常必要的, 在实际的无功补偿设备的选择及装设过程中, 要对设备的装设地点、运行性能、容量等进行合理的选择, 在此过程中需要对其可能出现的运行方式进行综合的考虑, 使其能够很好的满足电网的电压控制需求, 无功补偿设备的选择是电网建设过程中非常重要的研究课题, 在实际的应用中, 应该对其安装地点以及区域间的平衡进行综合的考虑。在实际的电网调度运行过程中, 对于系统中的某一点来讲, 如果其短路容量的水平较高, 那么在改点上投入的负荷电压的波动就会比较小, 如果应用容量大小相同的补偿设备对其实施补偿, 安装点的短路电流的水平值越低, 其补偿效果就会越好, 那么该点就越需要实施无功补偿。

电网调度运行过程中的电压调节是一个非常复杂的过程中, 当在电网中应用无功补偿时, 会导致补偿装置安装地点的电压值出现变化, 这容易导致电源间的负荷及电势角的变化, 要得出其实际的数值, 需要进行详细的统计分析, 在相关的技术准则中, 对无功电流配置及电压调节设备的配置提出了以下的基本要求: (1) 每个负荷区域都应该具有各自足够的无功补偿及调节能力, 以便于其能够很好的适应地区负荷变化的需求, 在实际应用中, 不能要求高压网的无功输送通过传输阻抗来完成; (2) 相关设备应用具备足够的沿整个送电系统分布的补偿容量及相关的调节能力, 这对于系统很好的满足各个运行情况下的调节要求具有积极的作用; (3) 相关设备需要由足够的沿着整个送电系统分布的无功备用容量, 以便于使发生事故后的各个点系统的电压能够满足相关要求。

2 电网调度中的无功功率平衡分析

这里所说的无功功率平衡是一个相对概念, 电网实际的调度运行过程中, 如果其无功功率的平衡水平较高, 电力系统的电压水平值也会相对较高, 如果其平衡水平较低, 那么电力系统的电压水平也会相对较低, 稳态电压水平是判断电网平衡水平高低的重要判断标准, 每一个电网在实际运行过程中, 都具有其自身的正常电压标准与事故之后的电压标准, 电力系统中的最低运行电压是受到厂用电、有载调压变分头范围要求、系统稳定需要等各种因素限制的, 电力网络在实际运行过程中, 是需要具备一定的备用无功容量的。在电网的实际运行过程中, 无功的远距离传输会出现较大的损耗, 所以在实际的电网无功功率补偿工作, 一般采用分层分区、就地平衡的补偿原则。分层主要是指电压层间的无功平衡, 要尽量的降低层间的无功串动, 这对于减少主变传输工程中的无功损耗具有积极的作用。

3 电网调度运行中的有载调压变分头调整

变压器在运行的过程中, 会消耗一定量的无功功率, 除了空载状态下的无功损耗, 其在功率的传输过程中, 由于串联阻抗的存在, 也会产生一定量的损耗, 所以在电网运行过程中, 应该尽量将大量无功通过变压器来进行传输, 这就需要对变压器的受电功率因素进行有效的控制, 有载调压变压器运行过程中, 应用其分接头的调整来对其电压进行调整是一种有效的调压手段, 但是这是在系统具有足够无功的基础上, 才能实现电压的调节, 应用这种调节方式难以实现系统无功需求平衡状态的调整。

4 电网调度运行系统的电压控制

在电网的调度运行过程中, 要实现其电压的有效控制, 可以对其电压实施统一的调度分级管理, 变电站、发电厂等在运行过程中, 应该依据相关调度部门所给定的电压曲线来进行有效的监测与调整, 保证变压器受电功率因素、发电功率因素、母线电压等处于合理范围中, 相关的调度部门应该依据高压母线电压曲线带形式下达相关的电压控制曲线, 以便于对电网中的控制点及中枢点进行有效的控制。在实际应用中, 应该注意以下问题: (1) 依据逆调压原则, 在电压允许的偏差范围中, 使供电电压在高峰时高于低谷时的电压值; (2) 保证电力网络的安全、稳定性运行的同时, 还要积极的提升其经济效益; (3) 使电网的下一级网络电压控制于规定的电压允许偏差范围中; (4) 充分发挥现有的补偿设备、调压设备所具有的调压功能; (5) 应该很好的满足相关规范中的相关要求。

5 结语

电网调度运行过程中, 受到各种因素的影响, 很容易导致各种故障的产生, 对电网的正常运行造成影响, 做好电网调度运行过程中的无功功率补偿及电压控制非常的必要, 本文就主要针对此进行了简单分析, 对于电网运行安全、稳定性的提升具有积极的作用。

参考文献

[1]殷志刚.电网调度运行中无功功率和电压问题的探讨[J].华北电力技术, 2013 (12) .

电压无功功率 篇5

从中国进入改革开放以来，经济的发展非常迅猛，社会的转型升级的进程加快，使得社会生活越来越好。随之而来的是整个社会用电量的剧增，家庭的生活、社会的运转，都需要进行大负荷的电量来维护和运转。电能作为基本能源被广泛应用于各行各业。从市场经济角度，电能也属于商品，有着质量好坏之分，而衡量电能质量的指标，就是频率与电压。虽然近几年国家加大了对电网设备的投入力度，提高了电压质量，但是由于设备运行情况等因素，局部的电压质量并不稳定，主要表现在用电低峰和高峰。电压质量与人民的生活息息相关，因此必须做好电力系统电压质量及无功电压管理，提高电压质量，维护电网安全，促进经济稳定运行。

论电网中无功功率补偿 篇6

【关键词】电网；无功功率补偿；无功电源

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

一、影响功率因数的主要因素

（1）大量的电感性设备。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60%～70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%～70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。（2）变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%～15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。（3）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快。据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

二、无功补偿的一般方法

（1）低压个别补偿。就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行（如大中型异步电动机）的无功消耗，以补励磁无功为主。优点是用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。（2）低压集中补偿。指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。（3）高压集中补偿。指将并联电容器组直接装在变电所的6kV～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用。同时便于运行维护，补偿效益高。

三、采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

（1）合理使用电动机；（2）提高异步电动机的检修质量；（3）采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过励状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。（4）合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

四、无功电源

电压无功功率 篇7

近年来,随着电力系统的规模越来越大且复杂,电压稳定性问题日益突出,很多电压失稳事件导致的电网崩溃和停电事故,给用户带来严重影响[1]。无功功率补偿可以提高电网的功率因数,减少有功损耗,稳定电网电压,提高供电质量[2]。因此,电力系统的无功功率补偿对电力系统的电压稳定与安全经济运行具有极其重要的作用[3,4]。

图1所示为无功补偿装置发展与分类。早期的无功补偿装置主要有同步调相机和并联电容器,随着电力电子技术的快速发展,现代无功补偿装置主要是基于电力电子技术,主要有静止无功补偿器(static var compensator , SVC ) 和静止同步补偿器( static synchronous compensator,STATCOM)[5]等柔性交流输电(FACTS)器件,这些FACTS器件具有突出的控制快速性和连续调节平滑性,能够显著改善系统的电压稳定性[6]。文献[7-8]从电压稳定的概念分析了电压稳定机理和无功功率补偿的方法并分析了无功补偿对电压稳定影响的原理。文献[9]分析了电网运行电压和无功功率的关系,在Matlab中验证了STATCOM可以快速、精确地补偿电网所需无功功率,达到稳定电网电压的目的。文献[10]研究了大规模风电并网后系统的电压稳定性问题,并比较了SVC和STATCOM对电压稳定性的影响,指出STATCOM对电压的支撑作用更加明显。目前这方面的文献主要研究电压静态和动态稳定性与无功补偿的关系,而对于无功功率补偿对故障后电压恢复过程的影响很少有分析。电压在故障后的快速恢复能够保证系统的稳定性,而缓慢的电压恢复会导致系统电压失稳,引起用户供电中断、保护的动作和设备损坏等问题。鉴于STATCOM的响应时间短、无功输出能力高、产生的谐波小等优点[11],利用STATCOM进一步探究无功功率补偿对电力系统故障后电压恢复过程的影响。

1 STATCOM的数学模型与控制方式

1.1 STATCOM的数学模型

电压源型STATCOM基本结构图见图2。

由基尔霍夫电压定律可得方程:

式中:Uc为换流器端口电压;Us为电网电压;L为换流器与交流母线之间的电感值;R为换流器与交流母线之间的电阻值;i为交流电网流向STATCOM的电流值。

三相数学模型为:

对式(2)进行d-q变换得到同步旋转坐标系下的数学模型为:

1.2 STATCOM的控制方式

本文采用的无功电流控制方式为直接电流控制,q轴给定电流参考值,d轴控制直流电压,图3为STATCOM控制系统简图。

2 无功功率补偿对故障时电压稳定性影响的分析

根据图2,对基于电压源式的无功补偿装置所提供的无功功率(忽略电阻R的影响)为:

式中:δ为移相角;Qs为无功补偿装置提供的无功功率;X为无功补偿装置到电网之间的电抗值。

将式(4)经过数学变换处理后得到:

由于STATCOM从系统中吸收的有功功率和有功功率的损耗较小,可以忽略不计,因此可认为式(5)中的δ=0,从而有:

对应的曲线见图4。

2.1 电网电压跌落程度较大

如图2所示,若在电网点Us处发生三相直接接地短路故障,则电网侧电压降低至0。如图4所示的0点,该点对应的无功功率为0。此时电网电压Us点落在图4所示虚线的左侧,由于虚线左侧曲线的斜率为正,故电网电压Us会随着无功补偿装置提供的无功功率Qs的增加而升高。由于无功功率对电网的电压起到支撑作用,因此在故障恢复期间,若快速增加无功补偿装置STATCOM提供的无功功率,电网电压Us会随着无功功率的增加而恢复速度变快,恢复的过程大致可以认为是图5中的0—曲线1—曲线2—曲线3,最终恢复至正常值。

2.2 电网电压跌落程度较小

若电网电压Us的跌落程度较小,比如发生经电阻接地故障,发生故障后电网电压跌落至图6所示的A点,对应的电网电压为Us A,无功补偿装置提供的无功功率为QA。由于A点是在二次曲线中线的右侧,斜率为负,那么电网电压会随着无功功率的增大而减小。若仍按常规的思路,在电网电压跌落时对电网提供电压支撑而增大无功补偿装置发出的无功功率至QB,此时所对应的电网电压为Us B,那么对电网电压的恢复是不利的;若此时减小无功补偿装置发出的无功功率,如图6的C点所示,发出的无功功率变为QC,与之对应的电网电压为Us C,可以看出减少无功功率的输出对电网电压的恢复是有利的。

2.3 极限无功功率

由式(6)可知,在一定的电网电压下,有一个极限无功功率,该最大无功功率可以这样理解:由前面所述的在故障期间,若增加无功功率可以提高电网电压的恢复速度,而当增加的无功功率大于极限无功功率Qmax时,是不会继续使电网电压的恢复速度变快的。

3 仿真验证

为验证上述分析的正确性,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了如图7所示的含有STATCOM的单机无穷大系统,U1为发电机经变压器升压后的电压,U0为无穷大母线电压,U2为STATCOM并入电网点处的电压。正常运行时STATCOM提供的无功功率为50Mvar,在U2处设置短路故障,3s时发生故障,持续时间为250ms。在故障结束电压恢复过程(3.25~3.28s)中改变STATCOM向系统中提供的无功功率,3.28s后恢复至50Mvar,比较不同的无功功率对应电压U2的值。

3.1 电压跌落程度较大

在图7的U2处发生三相短路故障,电压跌落至额定电压的6%,在3.25s时分别将STATCOM发出的无功功率设置为50、60、70、80Mvar。图8为电压跌落程度较大时不同的无功功率对应的电压曲线。从图中可以看出,在3.26~3.34s期间,当STATCOM提供的无功功率为80Mvar时,故障点处的电压恢复速度是最快的,也就是说在电压恢复的过程中提高无功功率的补偿可以在一定程度上加快电压恢复的速度,和2.1的理论分析是一致的。

3.2 电压跌落程度较小

当U2处发生三相接地短路故障,U2的电压跌落至额定电压的60%,增大和减小STATCOM向系统中提供的无功功率,STATCOM提供的无功功率分别为30、40、50、60、70Mvar。图9为电压跌落程度较小时不同的无功功率对应的电压曲线,从图中可以看出在3.25~3.27s期间,当STATCOM提供的无功功率为70Mvar时,电压的恢复速度比其他的要快,但是差别非常小,基本上可以认为恢复速度是相同的;在3.27~3.31s期间,可以明显看出向故障点提供的无功功率越小,故障处电压的恢复速度越快。因此,可知道在故障处电压恢复的过程中减小无功功率的补偿可以在一定程度上加快电压恢复的速度,增加无功功率补偿会对电压的恢复产生不利的影响,和2.2的理论分析是一致的。

4 结语

从以上理论分析和仿真验证中可以看出,对应于图4所示的二次曲线,若电网电压跌落的程度较大时,通过向故障点适当地提高无功功率补偿在一定程度上对电网电压的恢复是有利的;若电网电压跌落程度较小时,提高无功功率补偿对电网电压的恢复是不利的,而此时适当地减少无功功率补偿对电网电压的恢复是有好处的。

摘要：电压是电力系统稳定与控制的重要参数和内容,无功补偿是维持系统电压稳定和质量的重要途径。针对无功补偿装置的广泛应用,分析了无功功率补偿与电力系统故障后的电压关系,尤其是不同电压跌落程度的对电压恢复过程的影响。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了含有无功补偿装置STATCOM的单机无穷大系统,针对电力系统电压不同的跌落程度和不同程度的无功功率补偿对电网电压恢复的影响进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。

电压无功功率 篇8

甘肃省能源较为丰富, 不仅有石油、煤炭、天然气, 还有大量可再生利用的如太阳能、风能等新能源。甘肃是我国最为丰富的太阳能三大区域之一, 全省各地年日照时数1 710~3 320 h, 年太阳能总辐射量在3 800~6 830 MJ/m2, 年资源理论储量6.7 k W×10 113 h, 可开发量2.671 831 k W×10 113 h, 开发利用太阳能资源建设光伏电站具有得天独厚的优越条件[1]。

甘肃省建立了大规模区域光伏发电示范基地, 利用光伏进行发电。近年来随着大规模新能源的接入, 甘肃电网消纳能力有限, 限电情况普遍, 因此, 如何提高光伏电站出力, 保证电网稳定运行, 对光伏电站接入系统功率控制系统进行有效监测和分析愈显重要。

在不考虑天气巨变、云层遮挡等因素致使光辐照度快速减小的情况下, 需要上网的小型和中型光伏电站应具有一定的有功功率控制能力。通过协同的安全自动装置对光伏电站进行有功功率控制和无功电压调节, 在发生重大系统故障时保证电网的稳定运行至关重要, 已成为发展趋势[2]。

1 光伏电站出力特性分析

光伏电站典型晴天、多云天日出力曲线见图1、图2。从图中可以看出, 光伏电站在日照充足时出力形状类似正弦半波, 曲线平滑, 中午时分达到最大值, 阴天有云时, 数据显示辐照度变化大, 光伏电站的出力短时间出现大幅波动。

在考虑光伏电站接入系统时, 电力平衡中涉及到电网内全部光伏电站, 区域光伏规模的增加, 光电站最大出力的同时率会进一步降低, 在电力平衡计算中, 区域光伏最大出力为装机容量的85%考虑。

2 对光伏电站接入的电网技术分析

2.1 光伏电站具有低电压穿越能力, 避免在电网电压异常时脱网

在光伏电站接入系统规定中, 电力系统若发生故障, 并网点考核电压应在电压允许的区域内时, 光伏电站保证不间断并网运行, 否则光伏电站不向电网送电;光伏电站并网点电压跌至0标称电压时, 光伏电站能够保证不间断并网运行0.15 s;光伏电站并网点电压在发生跌落后2 s内能够恢复到标称电压的90%时, 光伏电站能够保证不间断并网运行。

电网故障期间没有切出的光伏电站, 其有功功率在故障清除后应快速恢复, 自故障清除时刻开始, 以至少10%额定功率/s的功率变化率恢复至故障前的值。

2.2 甘肃电网新能源有功功率控制系统

1) 对于甘肃省上网大中型光伏电站需配置有功功率控制系统, 接受调度部门发送的有功功率及有功功率变化的控制指令, 按调度部门指定运行方式运行。小型光伏电站应需具有一定的有功功率控制能力, 按调度部门指定运行方式运行。

2) 在电网发生故障或紧急状态下, 大中型光伏电站按调度部门的控制命令进行有功功率的输出, 必要时通过安全自动装置进行自动减载光伏电站有功功率或切除光伏电站。

2.3 电网电压和频率控制

大中型光伏电站在电网发生扰动后, 电网电压和频率未恢复正常范围之前, 不允许并网, 当在电网电压和频率恢复正常后, 小型光伏电站应经过一定延时后方可并网, 大中型光伏电站应按调度允许方式和指令执行, 不可自行并网。

光伏电站接入系统稳定分析中主要考虑其电压稳定问题, 最低电压回升, 并且不产生增幅振荡, 中枢点或某一地区的电压不持续低于0.7 p.u.时, 认为系统稳定[3,4]。

3 甘肃电网有功功率控制优化策略实例分析

3.1 功率控制系统总体结构

甘肃电网功率控制系统总体结构如图3系统拓朴图所示。有功功率控制系统和无功/电压控制系统主要由智能通讯管理终端和维护工作站组成。其中, 光伏电站智能通讯终端是系统核心设备, 完成通信和数据采集、信息上传、AGC、AVC功能。维护工作站通过局域网与智能通讯终端连接, 提供系统监控和维护功能。

有功功率控制系统和无功/电压控制系统与省电力公司主站系统通信方式可采用上图所示方案, 但不局限于此方式, 可直接通过电力调度数据网与主站进行信息交互。

3.2 甘肃电网电压/无功调节系统

甘肃省调度主站系统现还配置了一套无功电压和频率控制系统, 完成对全省新能源接入的无功电压调节与控制。

上网光伏电站配置无功电压和频率调节控制子站系统, 接受甘肃省调度命令, 参与调节光伏电站的调节无功补偿设备投入量、无功功率及光伏电站升压变压器的变比等。

3.3 光伏发电功率预测预报系统

光伏电站安装电站端功率预测系统, 收集气象资料, 研究并积累电气对光伏电站输出功率的变化规律, 不断提高预报精度, 实现光伏电站短期、超短期、中长期功率预测。短期预测的时间尺度为未来0~24 h, 并向电力调度机构上传功率预测结果。电力调度机构根据光伏发功率超短期预测结果和实际运行情况对日发电调度计划曲线进行调整。

4 功率控制和电压调节运行

4.1 新能源发电系统运行方式

新能源发电系统具有两种运行方式, 即并网运行和离网运行。离网运行时需要考虑其发电的不稳定性, 在构建离网性光伏电站时需要协调储能或其他稳定能源进行稳压稳频, 以保证光伏系统安全稳定运行;并网运行的光伏在运行时以电网作为稳压稳频的基础, 通过与电网相结合, 可以缓解负荷高峰供电压力, 发挥其自身优势[5,6]。

4.2 光伏电站运行控制措施

1) 加强SVC、SVG装置运行管理。

光伏电站并网运行时, 必须将动态无功补偿装置投入运行, 并且按照调度所下定值制定调节模式与调节目标值。同一升压站如安装多台SVC、SVG装置, 相互之间需实现协调功能。升压站电能质量监测装置必须投入运行, 以监视动态无功补偿装置运行时的电能质量, 并且将信息实现数据上传。

2) 各光伏电站业主应与逆变器制造厂家积极协调, 优化保护与控制系统间的配合关系, 并报相应调度机构备案, 使主控系统和低电压穿越功能相配合。

3) 建议光伏电站建立或完善设备巡视和缺陷管理制度, 加强人员培训和运行管理, 及时发现并消除设备安全隐患。

4) 对投运的光伏逆变器进行并网前实验, 电气实验实测报告通过方可并网, 达不到要求者不予并网。

5 电网有功功率控制和无功调节系统配置

5.1 有功功率控制系统配置情况

甘肃电网大中型光伏电站需要安装有功功率控制系统一套, 能够接收并执行电网调度远传的有功出力控制信号, 进行有功功率调节和控制, 大中型光伏电站内还具有调节功率变化率能力, 接受因太阳光辐照度变化引起的输出功率变化的情况。

5.2 电压/无功调节系统配置情况

大中型光伏电站需要安装有功功率控制系统一套, 电站的功率因数宜在0.98 (超前) ~0.98 (滞后) 范围内, 电网电压调节方式、参考电压、电压调差率等由电网调度主战系统调节。

小型光伏电站输出有功功率应根据接入电网的论证计算结果, 确定功率因数的控制区间。

5.3 动态无功补偿装置

甘肃电网上网大中型光伏电站需要配置容量可调节的、容性1.0 MVar~感性1.0 MVar的动态无功补偿装置, 采用全容量动态无功补偿装置SVG。动态无功补偿装置响应时间不大于30 ms, 并能分相调节。

5.4 功率控制系统接口和通信

1) 系统与主站通信接口。

系统与主站接口功能包括:系统向主站传送采集的现场实时数据, 光伏电站接收的主站信息包括:主站下发的光伏电站发电出力计划曲线/电压曲线, 以及由主站发送的有功/电压调节指令等。

主站实时数据采集和控制, 直接通过调度数据网络生产控制大区I区, 与有功功率控制系统和无功/电压控制系统采用标准通信规约 (IEC60870-5系列标准) 实现通信接口功能。

2) 系统与光伏电站监控系统通信。

系统需实现标准通信规约 (IEC61850、IEC60870-5系列标准等) , 直接与升压站综合自动化系统交换数据, 以获得光伏电站升压站主变, 输出线路并网运行状态, 输出线路实际运行有功、无功、电压及电流等实时数据。

6 结语

随着我国近几年内新能源的发展, 智能电网对接入点新能源进行有功功率控制和无功调节已是必然要求, 文中只是提出了太阳能光伏电站发电模式下实现与负荷侧的交互, 若风电等新能源接入系统, 同样适用, 需要有相应的策略变化。因此, 支持太阳能、风力发电等清洁能源的接入, 扩大系统运行调节能力, 满足电网与负荷侧和谐发展, 实现电力系统经济、安全、优质、高效运行, 已成为发展趋势。

本文提出在系统侧和电源侧进行有功功率控制和无功调节, 对缓解弃光风险、提高光伏电站出力、保证电网稳定运行具有积极意义并具有实用性。在工程实践中发挥着积极作用。

参考文献

[1]新能源产业振兴和发展规划 (2009—2020) [R].北京:国家能源局, 2009:53.

[2]余贻鑫.自动电压无功控制优化系统[J].南方电网技术, 2009 (2) :125.

[3]徐遐龄, 查晓明.电力系统无功优化控制[J].高电压技术, 2008, 34 (1) :158-162.

[4]Sergio Granville.Optimal Reactive Dispatch Through Interior Point Methods[J].IEEE Transactions on Power Systems, 2011, 9 (1) :136-146.

[5]Moursi M E, Joos G, Abbey C.A secondary voltage control strategy for transmission level interconnection of wind generation[J].IEEE Trans.on Power Electronics, 2008, 23 (3) :1 178-1 190.

电网电压无功管理探讨 篇9

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10

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。