基于區域平衡的電力系統無功電壓管理

鄭紅梅 王杰

國網湖北咸寧供電公司

基于區域平衡的電力系統無功電壓管理

鄭紅梅 王杰

國網湖北咸寧供電公司

自從20世紀到現在，因為電壓不穩定導致整個電力系統的瓦解事故，經常在國內外大電網發生，導致大面積停電的情況以及巨大經濟的損失。電力系統電壓的崩潰一般是因為系統里面某一條母線和某一個區域電壓不穩定所引起，之后會擴散到整個電力系統，最終使得整個系統瓦解。所以如何將電壓崩潰現象防止好，并且將整個電壓的穩定性提高，是目前很多研究者非常關注的問題。本篇文章主要提出無功電壓的管理方法，給相關運行的管理人員一些決策的信息。

區域平衡；電力系統；無功電壓管理

隨著我國科技的不斷進步以及我們國家的經濟不斷發展，我們國家人們的工作用電和工作用電需求不斷增長，為了可以將人員對于整個電力需要滿足，我們國家不斷對電力系統進行改進，可以因為資金和壞境等各個方面因素限制，同時我們國家電網的結構較為薄弱，相關設備還不夠先進。現在電網運行的狀態和最開始設計的時候比較起來，有非常大的改變，存在的一些問題對電力系統正常的運行造成了很大的影響和一些安全的隱患問題。并且因為電壓直流的輸電系統都是并網運行，怎樣將電壓穩定性維護好時非常重要的事。存在的一些安全隱患，會對整個電網系統安全產生威脅。并且存在的這些隱患，可能會使得電壓崩潰的現象產生。

1.無功功率平衡和電力系統的穩定運行

無功功率平衡與否對于電力系統的運行有非常重要作用，要想保證電力系統正常的運行必須要讓無功的功率平衡。無功的功率是指在電網運行的時候，產生的所有無功功率需要和整個電力系統里面各個環節上面無功功率的耗損和一樣。在電力系統里面無功功率的耗損主要是變壓器和線路無功的耗損。在整個電力系統里面，很多情況下，相關用電設備所用無功功率和所增加電壓有很大的關聯。在額定的電壓情況下，電壓變化和無功功率變化成正比，無功功率會隨著電壓上升而增加，相反也是一樣。但是假如整個電力系統里面出現無功功率的缺額現象，整個系統的負荷電壓會下降，對無功功率吸收量會減少，這樣才能夠確保無功功率平衡。在電力系統里面。不穩定系統的無功會引起電力系統電壓的崩潰，在電壓出現崩潰之前，珍格格系統會處于重負荷運行狀態，整個系統里面無功非常緊張，線路上面的傳輸工作基礎處于極限的位置。假如電力系統里面無功儲備很充足，電力系統電壓能夠處于穩定狀態，但是假如無功的儲備存在缺額的現象，會導致整個電力系統崩潰，最終導致整個或者是部分系統停電。

2.無功的區域平衡

電壓系統崩潰和不穩定主要是因為系統的局部區域沒有足夠的無功。區域的無功不夠主要原因是：整個系統的無功儲備不夠；整個系統在其他的地區還有比較多無功的儲備，沒有辦法將無功傳給需要的區域；第一種的情況要通過將系統里面無功的儲備增加來解決，但是第二種情況就需要對整個系統無功的流動合理分配和協調。因為無功的平衡有很強的局部性特征，整個系統的無功應該要劃分層次進行管理，所以講整個電力系統進行子區域的劃分。

2.1 區域的劃分目標

區域的劃分主要是將整個電力系統里面節點根據電氣的聯系程度進行子區域的劃分，該區域需要滿足下面幾個情況：

①各個區域要盡量保證互相產生的影響比較小；

②各個區域里面不會還有其他區域節點，并且節點間的耦合度要盡量保證很大，在每一個區域里面要都要有足夠無功的電源儲備來對整個區域電壓的變化控制好。

③整個電力氣筒里面的區域劃分數目不要太多，太多會對整個電力系統的管理運行效率產生很大的影響。

④每一個區域的大小也就是節點的數量要盡量適當，太多會難以控制，太少就沒有很大的意義。

2.2 區域劃分中存在的問題

2.2.1 沒有統一驗證的標準

現在還沒有建立好統一驗證的 標準，各種校驗的方法都會存在一定局限性，假如無功的儲備是在專家的指導下面進行，需要建立好一個明確檢驗的標準。

2.2.2 大多處于理論的研究階段

目前所產生的算例有很多系統都是標準穩定的系統，不能夠將算法實際的效果體現出來，但是再實際電力系統里面會存在很多不穩定的問題，所以目前很多研究都沒有在實際的系統里面進行檢驗，大多數的研究還是停留在理論研究的初級階段。

3.無功電壓的管理

3.1 基本原理

現有無功電壓的管理研究主要是用系統無功的儲備和電壓的穩定聯系思想，重點對兩者之前的關系進行定量研究，表明增加無功能夠將電力系統電壓的穩定度明顯提高。

3.2 研究現狀

經過一系列的研究，現在無功電壓管理主要是側重電壓管理和無功管理兩個方面。

側重電壓管理方法是對劃分的區域諒解，將區域里面的節點情況掌握好，將區域里面電壓的中樞節點選好，并且確保節點電壓在規定的范圍里面，一般會用到無功補償和無功儲備的方法。在實際電力系統無功電壓的管理里面，要把無功電壓的管理和電壓的管理兩者結合起來。對區域劃分無功的電壓進行管理，確保每一個區域里面電壓的穩定性，才可以講電力系統電壓的穩定性確保，防止出現電壓崩潰的情況。

側重無功管理方法主要分為下面幾種，第一種是調整電力系統里面的無功與有功分布的情況，使得整個系統里面的電壓穩定，該方法能夠對系統運行的方式產生直接的影響。第二種方法是調整、安排和改善系統里面無功的電源穩定，從而對系統電壓的穩定性起到維護的作用。第三種方法是，將整個無功的儲備管理看成優化的問題來處理，該方法是重新在發動機里面注入無功，并且對無功進行合理安排，讓發動機無功的儲備不斷增長，最終將整個電力系統里面整體電壓的穩定性提高，該方法能夠不改變有功的分布情況，最終的目的是把整個發動機無功的儲備提高，將系統耗損降到最低。

4.討論

因為不能夠及時處理因為薄弱區域電壓的穩定問題，使得整個電力系統出現大規模崩潰的現象。因此按照規定的標準將整個電力系統分為各種不同區域，重點監視電力系統區域里面經常會產生崩潰的區域，對出現崩潰的問題及時解決好，能夠將發生電壓崩潰的事故很好防止好。本篇文章主要提出無功的電壓管理方法，能夠將區域電壓問題有效解決，保證整個電力系統正常的運行。

[1]陳靜.基于區域平衡的電力系統無功/電壓管理[D].大連理工大學,2008.

[2]胡曉.基于區域平衡的電力系統無功電壓管理[J]. 企業技術開發,2013,18:105+107.