电网无功补偿及电压稳定探究

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1、电网无功补偿及电压稳定探究摘要：本文阐述了国内外电力系统无功电压控制的现状及其发展方向，包括电网动态电压稳定的策略和部分省网无功平衡和电压控制的措施；概述了AVC的研究现状，提出了几点无功电压调控与管理的相关措施。关键词：无功补偿电压控制电力系统1前言电网无功平衡是保证电压稳定的基本条件，但电力系统无功功率的发、供、用呈现明显的分散性，因而无功功率只有在分层、分区、分散合理平衡的基础上，才能实现电网电能的合理分布和维持电网稳定运行。2电力系统无功电压优化的问题电力系统无功优化问题是一个多目标、多变量、多约束的混合非线性规划问题，其优化变量既有连续变

2、量，又有离散变量，整个优化过程十分复杂，也使优化过程中离散变量的处理更困难。理论上，无功分布可以达到最优，但实际上,一个复杂庞大的电力系统几乎不可能在线实现最优控制。最主要的瓶颈在于优化计算的数据基础一一状态估计（SE）结果的正确性、可靠性还无法满足实时控制的要求。这也是至今国内外还没有成功将全局潮流优化（OPE）结果直接用于实时控制的重要原因［1］。从工程应用角度看，现实中的电力系统无功只能实现次优分布。一般认为，比较接近无功次优分布的做法是，无功功率尽量做到分层分区平衡，减少因大量传送无功功率而产生的电压降和电网线损，在预留事故紧急备用的前提下

3、，尽可能使系统各点电压运行在允许的高水平，这样不但有利于系统运行的稳定性，也可获得接近优化即无功次优分布的经济效益。3研究现状及发展方向目前，国内电力系统的无功补偿和电压控制多采用传统的方式，有载调压变压器、静电电容器等职能手动调节和投切，不能实现实时电压控制或无功补偿。因此，实现实时无功补偿以保证电力系统电压的连续稳定性，是研究的主要方向[1,2,3]o多数电网中电压控制技术仍停留于人工方式，效果并不令人满意，原因有三：(1)电压曲线和无功设备运行计划是离线确定的，不能反映电网的实际情况，存在安全隐患；(2)电网运行人员需要时刻监视系统电压无功情

4、况，并进行人工调整，工作强度大，而且会因容易出现过调量往往造成电网电压波动大；(3)各厂、站无功电压控制未予以协调，造成电网运行不经济。近年来几次重大电网事故都是由偶遇无功电压问题致使电网瘫痪。无功电压自动控制技术逐渐引起重视。过去几年中，基于分层分区控制的二、三级电压控制技术已逐渐得到推广应用，并取得明显的控制效果。二、三级电压控制技术的要点与问题如下：(1)由于电压太复杂实时自动控制电网中各节点是不现实、不经济、不必要的；(2)发电机无功是电网中电压支撑和调节的主要资源,最容易控制而且廉价，应充分利用；(3)简单可行的电压控制系统应当只考虑控制

5、少数主导母线，使电网电压达到次优；(4)靠近主导母线的厂站母线，宜与其组成一个控制区；(5)通过控制主导母线电压使控制区域内所有母线电压满足要求，而各个控制区域是独立控制；(6)区域内控制资源主要是依靠大机组无功功率，即通过控制发电机组无功功率来调节区域内母线电压在允许范围。3.1部分省网几种无功电压njiu现状(1)为提高电网电压稳定水平，对电网的多种运行方式进行全面的静态和暂态电压稳定大规模离线分析研究，分析近年电网电压稳定的薄弱区域和薄弱点，评估电网的静态电压稳定水平，同时也评估采取增强网络结构、电源优化布局、SVC应用等措施的效果。应用稳定

6、控制技术，研究提高供电可靠性和安全稳定运行水平，增强供电能力。(2)进行全局无功最优控制的仿真研究，针对发电机、并联电容器、变压器有载分接头等无功可控设备的特点及调节性能进行分析，确定将发电机作为唯一控制手段的仿真研究方法。(1)开发电网无功电压优化集中控制系统，通过采集调度自动化SCADA系统的实时数据，进行综合优化处理后，形成集中控制指令，运用调度自动化"四遥”功能，实现电网无功电压优化运行。(2)对典型电网结构和负荷分布进行计算和理论分析,优化无功补偿配置容量。具体内容包括典型结构220kV变电站补偿容量研究、典型结构lOOkV变电站补偿容量

7、研究、变电站主变额定电压选择和抽头比较与配合选择研究、无功分层和分区平衡情况分析和支路无功经济分点的数学验证。并开发了分布式无功电压全局实时优化控制系统，控制电网内各节点电压在允许范围内，实现全网有功损耗最小。总体来看，从全局的角度进行无功电压自动控制的工作，目前处于初步研究阶段。电压的调控仍未能从技术上实现类似于SGC的闭环控制，电压质量也难尽人意。目前总结的无功补偿经验：整个系统的安全，以用户就地补偿为最大原则。一般电网补偿为过补偿。无功储备留在发电机中以便迅速调出。系统电压是主动、经济、高校的，有较强抗事故冲击能力。3.2无功电压控制的发展方

8、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