淺談電網(wǎng)無功電壓自動控制系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應用

摘 要：隨著配電網(wǎng)工程建設數(shù)量和建設規(guī)模的不斷擴大，變電站的實際操作逐漸變得頻繁，以往所使用的人工調(diào)節(jié)方式已經(jīng)不能滿足配電網(wǎng)發(fā)展的需求，在很大程度上阻礙了配電網(wǎng)工程的發(fā)展。而無功電壓自動控制系統(tǒng)的有效運用則很好的解決了這一問題，不僅保證了配電網(wǎng)電壓合格率，還提升了電能配送質(zhì)量，減少了電能的實際損耗。文章對現(xiàn)階段國內(nèi)配電網(wǎng)中無功電壓自動控制系統(tǒng)的應用進行深入分析，希望能夠促進配電網(wǎng)工程更好的發(fā)展。

關鍵詞：電網(wǎng)；無功；電壓；自動控制；應用

隨著配電網(wǎng)逐步向智能化、現(xiàn)代化方向上發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)的要求也在隨之增加，因此智能電網(wǎng)更加趨向于自動性以及可調(diào)性，這不僅是電網(wǎng)發(fā)展趨勢，也是時代發(fā)展的必然結果。想要評價電力系統(tǒng)運行是否正常就可以通過電壓和功率這兩個指標來進行衡量，二者的好壞直接決定了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及相應設備的安全性，因此無功電壓的調(diào)控不但可以提升電壓質(zhì)量，還能減少電能損耗，所以無功電壓自動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中要重點探究的問題。

1 電網(wǎng)無功電壓自動控制概述

就電力系統(tǒng)中絕大多數(shù)的設備來看，其工作原理都是建立在電力感應原理的基礎上，在其進行運行過程中將能量進行轉(zhuǎn)化形成交變磁場，并在相應的周期內(nèi)進行釋放和吸收功率，從而達到功率平衡的目的。電能在經(jīng)過純電容或者是純電感電路時不會消耗額外的電量，而這一過程中，交換功率并沒有對外進行做功，因此它也被叫做無功功率[1]。無功功率在電網(wǎng)中的作用是十分重要的，它不僅能夠提升電網(wǎng)運行質(zhì)量，還能提高設備穩(wěn)定性，然而當無功功率不足時電力設備就不能建立起正常運行的磁場，導致其運行受到嚴重的影響。通常情況下，由于配電網(wǎng)中的電壓水平與無功功率之間是緊密相連的，所以為了保證電力系統(tǒng)實際運行的穩(wěn)定性，一般會使用AVR、OLTC、SVG等方式來進行控制，但是以往所使用的這幾種方式已經(jīng)不能滿足實際需求，因此該系統(tǒng)則被有效的應用，其實際工作原理如圖1所示。在AVC系統(tǒng)中會涉及到很多的控制目標，因此在配電網(wǎng)運行情況、負荷水平不相同的情況下，系統(tǒng)控制目標和對象之間也是存在差異的。

2 AVC系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的實際應用

最近幾年，國內(nèi)經(jīng)濟、社會、人們生活水平等都有了明顯的提升，因此對于電能的實際需求量也在不斷增加，這不僅促了電力系統(tǒng)發(fā)展，還給電力系統(tǒng)帶來了全新的挑戰(zhàn)。配電網(wǎng)工程的擴大使得電網(wǎng)管理系統(tǒng)、電力設備以及監(jiān)視設備的實際工作量都在持續(xù)增加，特別是在智能電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，電網(wǎng)接入與用戶之間的互動對電網(wǎng)自身運行穩(wěn)定性要求更高，而電壓作為確定電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標，其波動會直接影響到電網(wǎng)穩(wěn)定性，因此應用AVC系統(tǒng)是十分必要的[2]。

2.1 配電網(wǎng)以往所應用無功電壓控制問題分析

在這一系統(tǒng)實際運用之前，想要知道電壓實際情況，需要通過人工的方式對配電網(wǎng)運行后臺進行監(jiān)控[3]。如果發(fā)現(xiàn)電壓超越相應的標準以后，由相應人員下達指令對調(diào)壓分解開關以及控制電容器的投切來對電壓進行調(diào)節(jié)和控制，起到調(diào)節(jié)電壓保證配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的目的。然而這種人工方式不具備良好的自動化水平，在很大程度上增加了工作人員的勞動量及工作強度，與此同時，電壓調(diào)節(jié)情況還會受到員工自身判斷力及其自身素養(yǎng)及技能水平的影響。而這一方式通常指對單個變電站進行調(diào)節(jié)，沒有對區(qū)域內(nèi)所有的電壓水平進行控制，因此在很大程度上不能達到平衡無功的目的，導致配電網(wǎng)電壓質(zhì)量管理水平相對較低，實際減少電能效果不理想。例如，某地供電局受到配電網(wǎng)自身架構的實際影響，使得電網(wǎng)運行模式相對不靈活，使用人工調(diào)節(jié)的模式來完成電壓和無功的調(diào)節(jié)。2014該市配電網(wǎng)A類電壓合格率在九十七個百分點，綜合合格率在九十六個百分點，無功補償設備投運率在三十個百分點，因此這也就表明人工調(diào)節(jié)電壓與無功的方式實際效果并不理想和明顯。

2.2 AVC系統(tǒng)的實際應用

2.2.1 降低電網(wǎng)實際損耗

首先，為了進一步減少配電網(wǎng)損耗，在實際運行過程中要按照就近原則，使用投切電容器和同步調(diào)相機等設備進行無功功率補償，進而減少電能在傳輸電能期間的損耗，達到這一節(jié)點的無功平衡。

其次，在用電高峰期及低谷期時電壓實際的確實范圍要有所不同。其中高峰期時節(jié)點電壓要在高于額定電壓的3.5到7個百分點之間進行；而低谷期時，要將電壓控制在高于額定電壓的3.5個百分點的范圍內(nèi)運行，這樣一來就可以有效降低配電網(wǎng)損耗。

2.2.2 保證無功功率因素的合理化

在電力系統(tǒng)運行期間，想要有效控制系統(tǒng)無功功率，需要對功率因素進行合理確定。第一，在用電高峰時，要保證高壓側的實際功率因素要在0.95以上；低谷期時功率因素要在0.95以下進行運行。第二，ACV系統(tǒng)所應用的就地補償模式能夠保證無功平衡，降低電能流動期間的無功損失，相當于功率因素得到了有效的提升。

2.2.3 提高電壓合格水平

在AVC系統(tǒng)應用時，一定要充分結合該地區(qū)的歷史負荷資料，通過大量的匯總和分析以后得出提高電壓合格水平的規(guī)律。首先，在高峰期時，要確保用戶電壓質(zhì)量良好的狀態(tài)下，盡最大限度的使電壓貼近上線進行運行；其次，低谷期使要使電壓盡量貼近下線進行運行，這樣能夠有效提升電網(wǎng)電壓的合格。

2.2.4 減少工作人員的工作強度

通過大量的電壓合格率數(shù)據(jù)、電壓曲線以及有載開關實際動作數(shù)量可知，在確保電壓質(zhì)量及功率因素滿足實際需求的前提下，以有載調(diào)壓器開關和電容器動作次數(shù)作為約束標準后發(fā)現(xiàn)，AVC系統(tǒng)應用可以減少開關動作次數(shù)在50%以上，可以提升無功補償設備實際投運率11個百分點，降低員工工作強度，有效提升自動化管理水平和成效，并且在很大程度上降低了人為誤差的出現(xiàn)，確保了電力工程上的運行質(zhì)量。

3 結束語

總而言之，在對無功電壓自動控制系統(tǒng)有效應用后表明，這一系統(tǒng)不僅能夠提升配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，還能保證用戶用電安全，提升電力企業(yè)的經(jīng)濟性，所以此系統(tǒng)的應用對促進電力系統(tǒng)建設是十分重要的。

參考文獻

[1]黃志威.關于電網(wǎng)無功電壓自動控制系統(tǒng)設計的探究[J].建筑工程技術與設計，2016（7）：1386.

[2]李歡，田新成.無功電壓優(yōu)化集中自動控制系統(tǒng)（AVC）在唐山地區(qū)電網(wǎng)的應用與實踐[J].電源學報，2015，13（1）：94-100.

[3]龔蕾.電網(wǎng)無功電壓自動控制系統(tǒng)優(yōu)化的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2015，5（36）：496-497.