无功和电压综合控制

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1、无功和电压综合控制一.引言在电网中，除了存在有功功率外，还存在着无功功率。无功功率对于供电质量和效率有着极其重要的影响。1.无功功率与电网电压密切和关从负荷的无功功率、电压特性可知，要维持系统电压的稳定，就必须使系统中的无功功率保持平衡，即系统屮的无功电源可发出的无功功率应大于或等于系统负荷所需的无功功率和电网屮的无功损耗。如果系统中无功功率过大，系统电压会偏高，如果无功功率短缺，将会使系统电压下降，极端请况下,某些枢纽母线电压运行在临界值之下吋，电压下降使负荷消耗无功功率增加，使无功缺额进一步增加,电压进一步下降，最终枢纽

2、母线电压大幅下降而产生“电压崩溃”现彖。电压崩溃后造成大面积停电或系统解列，发生严重事故。2.无功功率与网损密切相关功率因数可以直观的反映岀系统经济运行的悄况。当功率因数水平低下，网损将十分大。提高功率因数对降低电能损耗，、提高经济效益具有I•分重要的作用。如果功率因数从0.85提高到0.95,那么电网的有功负载损耗降低百分率为19.94%。从降低网损的角度上讲，进行地区电网的无功优化可有效降低网损，如果全国平均线损率能下降1%,每年就可以减少数十亿度的电能损耗，这对于我国并不十分充足的电力，其经济效益是非常可观的。3.现代

3、电力系统中与无功功率相关的新问题现代电网规模的日益扩大，电力系统的稳定问题日益突出；电力电子设备的广泛应用，使得供电系统屮增加了大量的非线性负载，对供电系统产生了很大影响；电弧炉、大型轧钢机、电力机车、大型半导体变流装fit等冲击性、波动性负载大显使用。都使得传统的调相机等无功电源以不能满足现代电力系统对无功和电丿玉控制的要求。4.无功与电压综合控制无功功率与电压密切相关，对于电压和功率必须采用综合控制才能取得较好的效果。随着电网的不断发展，电网结构H趋复杂，无功调节手段的数日日益增多，用户对电能质量的要求也H益提高。为了保

4、证电能质量，捉高电网的电压合格率和尽量降低电力系统的网络损耗，应增强对电压无功的调控能力。现代电网电压无功优化控制问题的规模越來越大，对其求解的要求也越來越高，传统的电压无功优化控制方法已不能满足电力系统实际运行的需求。随着电力系统白动化程度的不断提高，电压无功控制越来越得到人们的重视。研制一种新的控制原理和控制方法来解决电网电压无功协调优化控制问题具有重大的理论意义和工程实际意义。二.电压无功综合控制研究的现状1.电压、无功控制研究发展情况电压与无功功率关系密切，要维持系统的电压水平，就必须有足够的无功电源来满足系统负荷对

5、无功功率的损耗。又由于无功补偿的手段多以及补偿设备安装地点广，因此电压、无功综合控制问题一直倍受广大电力工作者关注。冋顾电力系统的发展，在初期的交流电网屮，因系统小，发电厂靠近负荷中心，负载消耗的无功功率全部山发电机提供，用户端电压波动小。因此，不需要进行专门的无功补偿和电压调整，也可通过改变发电机励磁电流大小来实现电压、无功的调整。随着电网规模的不断扩大，以及各种用电设备接入电网消耗了大量的无功，无功不足和电压波动大的问题日益突岀。这时仅靠调节发电机励磁电流的手段己经不能满足要求。从本壯纪初，人们就无功补偿技术问题进行了大

6、量的研究，为了改善负荷功率因数，逐步采用了同步电机、小型同步调相机和并联电容器等无功补偿手段。迄今为止，电网中无功补偿技术可以采用同步调和机、并联电容器、串联电容器、静止无功补偿设备（SVC）等设备。其中，并联电容器是国内外应用最为广泛的无功补偿设备，其具有一系列的优点：（1）适合分散安装，能较好地满足就地补偿的要求；（2）分组调节电容器有良好的无功调节功能，尽管只能进行非连续的有级调节，但由于调节级差可以满足“小于不动作的范围”的要求而满足电压、无功调节的需要；（3）投资省、能耗低，运行维护方便。特别是近四1-年來，随着超

7、高压远距离输电系统的发展，一方面系统消耗的无功功率日益增多，另一方面无功补偿容量相对不足，导致一些配电网在高峰时电压水平过低的状况，一些地区的超高压电网低谷时电压过髙。不仅严重威胁着电网的安全运行，而且也影响了用户的止常生产和生活。由此而促进了国内外电力系统在电压无功控制方式和控制手段的发展。2.电压无功综合控制（VQC）在变电站屮利用有载调压变压器和并联补偿电容器进行局部的电压及无功补偿的口动调节，以保证负荷侧母线电压在规定范围内及进线功率因数尽可能接近1,称为变电站电压无功综合控制（VQC）。传统的变电站电丿玉无功控制依

8、靠运行值班人员手动调节（就地/远方），难以做到判断止确和操作及时，很难保证调节效果，并会增加调节操作次数，甚至有操作失误的危险，已不适应电力发展的需要。为保证电压质量、无功平衡和电网安全可靠经济运行，对变电站实行电压无功自动控制已成为一项重耍的控制措施。是现阶段的主耍研究方向。变电站电压无