无功电压管理存在的问题及改进措施

无功电压管理存在的问题及改进措施

黄金花

国网江西省电力公司赣东北供电分公司江西乐平333300

摘要：电网运行的关键参数就是电压，而保障电压质量的重要条件就是电力系统的无功平衡与无功补偿，合理有效的无功补偿与电压控制分析可以确保电压质量，提高电力系统运行的效益、安全以及稳定性。本文就对无功电压管理中存在的问题与改进措施进行研究。

关键词：无功电压；问题；改进措施

1无功电压管理中存在的基本问题分析

电网无功电压在设备、技术与管理上存在有较多问题，主要为以下两个大的方面。

1.1无功电压在设备与技术上的问题分析

不合理的变压器额定电压：目前在电网中还有10kV、35kV、110kV额定电压为11kV、38.5kV以及121kV的变压器大量存在，但是新时期我国网络增强，降低了供电半径，因此导致配电网的电压不能满足运行要求，也导致配电网的电容器不能投入使用并运行。

不合理的电容器配置：变电所并联电容器只设置在低压中，因此导致中压无功得不到补偿，加大了变压器的耗损；另外电容器单组容量较大，在建设输变电工程的时候一般都考虑到发展需求，因此将电容器进行一次型配置并投入应用，然而在实际电网运行中，电网负荷水平会受到其他因素以及设计水平的影响，导致无法满足实际投入运行需求。

1.2无功电压管理的基本问题分析

在建设与规划无功设备的时候没有从源头上进行。电网通常都是利用开环运行与环网布置，因此并没有要求较高的电网运行稳定性。在以往的无功电压管理中，采用的模式主要侧重对电能线损与质量的控制与管理，而忽略了对主变高压侧受电利率的控制。因此在选择主变分接开关以及电容器的配置时，只重视对电压要求的考虑，却忽略了力率要素，因此配置无功补偿设备的时候没有从源头上科学控制。

存在不到位的运行管理水平。我国电网水平长期以来并不是很强，因此电网无功电压运行人员只重视对电网的操作管理与安全管理，只考虑到有功需求的满足，却没有重视到电网的经济运行以及无功管理。在电网无功电压的日常运行管理过程中，没有建立有效的考核与激励制度，因此导致无功电压管理的水平与精细化程度较低。

很难把握用户管理。无功电压管理没有科学合理的配置用户无功补偿设备，因此在电容器的运行管理方面不够准确与规范。一些电力用户没有将电压质量以及无功补偿设备的投入与安装质量及时报送供电部门，因此在扩容用户变压器的时候没有及时配置无功补偿装置，导致无功电压管理水平较低。

2改进并加强无功电压管理的措施分析

2.1要利用无功优化系统来完善无功电压管理工作

利用无功优化系统可以实现自动控制与优化管理，从而最大限度的降低电网运行与调度人员的工作量，并且还可以提供更精确、更合理以及更科学的计算数据。依照电力系统的运行要求可知，无功优化系统要具备一些基础条件：

无功优化系统的控制目标：首先要保证设备与电网运行的安全可靠性，并在此基础上结合全网角度来优化控制无功电压，实现无功分层就地平衡、合理的无功补偿设备投入、最低的输电网损率、最少的主变分接开关调节次数以及最高的电压合格率，从而完善并提高我国电网自动化调度的水平，确保电力系统的运行安全、稳定与可靠性，最大限度的降低电网的损耗并改善电网电压质量。

无功优化系统的基本原则：所有操作要满足调度规定、运行规定与安全规定；要尽可能的降低全网设备的动作次数；要最大限度的降低全网电能损耗；在全网最大范围内实现电压合格。

无功优化系统的数学模型建立：数学模型的约束条件为合格的供电电源关口力率；不越限的电容器投切次数、调压开关动作次数以及母线电压；目标函数就是实现最少的设备动作次数以及最小的全网电能损耗；

无功优化系统的功能实现：当综合的优化计算完无功电压之后，就会形成无功补偿设备投切指令、变压器分解开关调节指令以其他控制指令信息，然后这些指令控制信息就会依次传输到每一个电网工作站，再传输到数据采集与监视控制系统，从而按照信息执行。当电网各级电压达到合格的范围之后，就会合理的控制电网内无功功率流向，从而最大限度的实现电网无功分层的就地平衡。无功优化系统可以根据不同变电所但同等级电压的电容器组进行优化计算，从而确定优先投入的对象。

2.2建立完善、科学并合理的网络结构，加强供电可靠性，提高电压质量

确保供电可靠性以及电压质量的关键基础就是科学完善的网络结构，因此在设计、规划与建设电力系统的时候，首先要针对主要复合区域的最高等级电压网络提供更高的电压支持与网络联系，然后慢慢的形成一个比较稳固并可靠的电网受端系统。然后要对低一级的电压网络进行优化，对其采用分层供电的方式，并且为了进一步提高电网供电的可靠性，还可以结合开环运行以及环形布置的结构方式，这样在电网正常运行或异常运行中都可以满足电压质量的基础要求。另外还要依据电压损失允许值、可靠性要求、无功潮流以及负荷大小来计算中压电网以及低压电网的供电范围，并在此基础上留下一定的宽裕度，确保供电半径可以控制在合理范围内。最后要确保无功负荷与无功电源的实时平衡。

2.3合理配置无功补偿设备

降低线损、提高电网利率合格率与无功电压管理水平的基础就是各区域、各层以及各变电所内要合理配置无功补偿设备。合理配备的首要做法就是要将无功补偿设备配足，每一个变电所都应当按照无功电力技术与电力系统电压导则来配置无功补偿设备，不能仅仅考虑到一时电压高低情况而少配或者不配电容器。另外当110kV及其以下变电所存在较多电缆设备时，还要通过切除部分并联电容器组来查看系统无功补偿情况，假若没有出现无功补偿现象，还要将并联电抗器安设在变电所的低压母线中，从而提高变电所的无功负荷水平，实现无功就地平衡。

此外还要确保无功补偿设备容量的合理配置。变电所中的无功补偿设备不要设置较大的单组容量，因为假若无功补偿设备单组容量过大，那么当负荷较低时，投入电容器会加大无功补偿的倒送，不投入电容器会增大线损，降低力率。在配置无功补偿设备容量的时候要综合考虑到负荷发展的水平，以便电网的运行操作。当变电所主变容量较高时，还要进行分组管理与控制，在较低符负荷水平时可以采用加投容量即可满足运行要求。

2.4合理选择并配置变压器变比，并利用有载调压方式的变压器

变电所各电压等级变压器的每档调压值、调压范围、有无载的调压方式、额定变压比等都要满足用户受电端、变电与发电厂母线电压质量的要求，此外还要考虑到结构变化以及未来十到十五年电力系统电源建设的影响。通常情况下都是利用无励磁调压变压器作为发电厂的升压变压器，其调压范围在±2×2.5％，高压侧额定电压为1.1倍的系统额定电压。选择变电所降压变压器的时候，110kV包括其以下等级电压的变压器一般都采用有载调压方式的变压器。对于110千伏主变选型，经常选择110±8×1.25％/38.5±2×2.5％/10.5，高压侧应选115，而中压侧应该改成37最合适。无励磁调压变压器的高压调压范围在±3×2.5％或者±4×2.5％，而有载调压变压器的高压调压范围在±8×1.5％或±8×1.25％。在选择与配置变压器变比的时候要遵循科学合理性原则，从而提高无功电压管理的水平。

3结束语

总而言之，在无功电压管理过程中存在有较多的问题，这些问题不仅包括有管理上的问题，还有设备以及技术上的问题，我们应当采取有效的改进措施，不断提高无功电压管理水平，从而促进电力系统的安全、稳定与可靠运行。

参考文献

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