针对无功电压控制的省地联合调度现存问题研究

针对无功电压控制的省地联合调度现存问题研究

谢传贵

（国网宜昌供电公司）

摘要：在现代化的工业发展过程当中，大部分的负荷都是感性负荷，依靠电力系统来提供无功功率是一种最为主流的形式。但是由于负荷的分布不均以及冲击负荷等因素的影响，系统中三相不平衡的问题也日益明显，因此近些年来，三相不平衡问题已经越来越受到人们的重视和关注。为此，本文将SVG自动装置应用于三相不平衡电流的抑制以及无功补偿中，并对应用前后进行了仿真对比分析。

关键词：SVG自动装置；三相不平衡；治理研究

1引言

电压控制的研究国外要早于国内。在电压控制方面的实施方面最早是在德国RWE能源集团最早提出二级电压控制的模型。其原理是通过潮流的优化来实现整个系统的电压控制结果。该方法在1984年则已经被提出，但是在后续的实际应用中发现该方法存在一些不足之处，首先电力系统中节点的负荷需求大小随着时间的变化在发生变化，及电网的负荷存在峰、平、谷的区别。由于电网运行的边界条件发生了变化，因此在不同的时间段下其最优潮流分布自然也会出现不一样的结果，与之对应的潮流调整也是必不可少的。另外由于最优潮流分布的计算相对于平常的稳态潮流计算而言计算时间较长，所以在电网的负荷发生较大波动的情况下，重新对最优潮流进行计算的时间需求较大，在实际应用的过程中花费较长时间进行最优潮流的计算并不能满足实际生产中电压控制的时间要求。

2基本原理

电网二级电压控制的目的是针对所辖地区的电网电压进行控制，在控制的方式上则是在不同的层面上采用对电源的出力进行控制，通过条件发电厂的有功或者是无功方面的出力大小，从而使得系统的潮流发生改变，使得系统的电压得到优化，并且在规定的范围内进行波动。在整个过程中省级电网调度和地级电网调度分别对自己所管辖范围内的电源进行调度。在调度的电压等级以及调度的电源方面省级电网调度和地级电网调度存在较大的差别。

在进行二级电压控制方面，则是根据省级电网调度和地级电网调度的电压等级进行划分后，再根据行政区域进行划分。以湖北省级电网而言，在进行二级电压控制时则首先是通过省级电网调度对地级电网调度进行考核，从而保障每个地级电网关键节点的节点电压保持在规定的范围内，而具体的控制策略以及控制方法则交由地区电网调度来进行执行。而对于省级电网的电压控制方面，则在给定的地区电网电压的边界条件下进行进一步的电压控制策略。另外，在具体的控制策略方面。则是以规定的主导节点（特别是母线电压）作为重点关注对象，通过对自己管辖区域内的发电机和电源进行出力控制，从而实现嗲那样的控制，让电网中重要的考核节点达到电压控制的要求。首先是在数据采集的基础上对区域电压优化，而后通过电压的校正进行进一步的调整，最后对系统的无功分布进行调整。其具体的调节策略如下图1所示：

3控制模式的现存问题分析

首先采用省级电网调度和地级电网调度进行协调电压控制的方式方面，可以实现从宏观到微观的控制。在省级电网可以通过大型的电厂进行电压、频率方面的控制，从而使得在系统层级保障系统的稳定。而在具体的用户和地区电网调度层级，则是通过小型电源的控制来实现低电压等级的电压控制。在电压和频率的控制方面实现了从大到小的立体控制。从控制和协同的层面来看，具有宏观和微观相结合的优势，在实现电压的精准控制方面具有一定的优势。另外，将地级电网调度也纳入到电压控制的管理体系内，一系列小电源参与电压控制，丰富了电压控制和调节的手段和措施。

图1地级电网AVC工作原理图

其次，该模式中存在一定的不足之处。表现为几个方面：1）行政区域与实际的电网建设情况存在差异，采用行政区域作为电压控制分区的标准并不科学。众所周知，电网的电气设备之间的联系紧密程度并不是根据空间上的分布情况线性相关的，即不是在空间距离上离得越近，两个设备之间的联系就越强。电网中不同设备之间的电气耦合程度取决于整个电网的网络拓扑结构以及对应的负荷、电源分布等因素。因此将行政区域作为电压控制分区的标准并不科学。2）在协调控制的过程中，对于主导节点的选择，和电源出力调节方面，存在盲目调节的问题。即当电压出现较大波动的情况下，地级电网的调节目标是自身区域内的重要节点的电压，而不是整个电网的电压分布，这一目标与省级电网的调节目标存在较大的差异。因此在控制策略的具体实施方面，存在控制目标不统一，省级和地级电网的电压控制各自为政的情况，名义上虽然是省级和地级电网之间的协调控制，而实施上控制策略都是各自制定。存在一同控制，但是协同程度不足的现状。

参考文献

[1]林海雪.电力系统的三相不平衡[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2]吕行.低压三相不平衡调补装置的研究和设计[D].沈阳：大连理工大学，2014.12.

[3]邹进.基于DSP的低压三相不平衡无功补偿装置的研制[D].北京：华北电力大学，2008.2.

[4]韩民晓，尹忠东，徐永海等.柔性电力技术——电力电子在电力系统中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2011.10.

作者简介：

谢传贵，国网宜昌供电公司