地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控優(yōu)化與分析方法

唐現(xiàn)剛

摘 要：本文對地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控進行了簡單的介紹，分析了調(diào)控分析方法，針對地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控優(yōu)化思路和策略進行了深入的研究，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望更好的實現(xiàn)對地區(qū)電網(wǎng)電壓的分析，對調(diào)控優(yōu)化起到一定的參考和幫助，提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)電壓；調(diào)控優(yōu)化；分析方法

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全性有了顯著的改善和提高，但是受到區(qū)域電網(wǎng)運行方式以及無功電壓耦合的增加，很大程度上增加了電力系統(tǒng)無功電壓調(diào)控的復(fù)雜性。在進行區(qū)域之間的無功電壓調(diào)控分析時，不僅要考慮到區(qū)域調(diào)控方面的約束，同時還需要對區(qū)域與層級之間的約束有充分全面的分析考慮。現(xiàn)階段地區(qū)電網(wǎng)之間的無功耦合程度越來越高，調(diào)控的影響也有了顯著地增強，在這種情況下，AVC系統(tǒng)（如圖1所示）在調(diào)控策略以及調(diào)控方式等方面需要對地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)控能力以及調(diào)控目標進行充分全面的分析考慮，做好地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)控配合工作，為電網(wǎng)調(diào)控目標的實現(xiàn)打下良好的基礎(chǔ)，本文就此進行了研究分析。

一、地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控

當(dāng)前很多地區(qū)地網(wǎng)在無功分布方面還沒有全面實現(xiàn)就地平衡，上下級電網(wǎng)、不同區(qū)域同級電網(wǎng)之間在調(diào)控配合方面還存在較大的問題。為了實現(xiàn)對這些問題的科學(xué)合理解決，實現(xiàn)在電壓控制方面的目標，就必須要保證無功配置可以滿足峰谷時段無功方面的實際需求，借助相應(yīng)的調(diào)控策略組合，將調(diào)控系統(tǒng)的能力充分地發(fā)揮出來，更好的實現(xiàn)在目標控制方面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，更好地滿足控制主體方面的實際需求。如果在配合方面無法滿足其需求，那么電網(wǎng)在無功電壓的調(diào)控方面將很難滿足系統(tǒng)調(diào)控需求，導(dǎo)致上下級電網(wǎng)以及不同區(qū)域同級電網(wǎng)之間有不合理流動現(xiàn)象出現(xiàn)，對電網(wǎng)的無功電壓調(diào)控水平帶來很大的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性受到嚴重威脅，情況嚴重時，可能會出現(xiàn)電壓崩毀。

地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)控失配主要表現(xiàn)在變電站負荷側(cè)電壓、變高側(cè)電壓等方面，無法達到調(diào)控運行的相關(guān)需求，也一定程度上反映了上下層電網(wǎng)在調(diào)控狀態(tài)控制法方面的無效性。具體表現(xiàn)在以下3個方面：在空間特性方面，地區(qū)電網(wǎng)無功配置很難滿足電網(wǎng)負荷特性方面的變化在電壓調(diào)控方面的需求，導(dǎo)致調(diào)控資源受到限制，調(diào)控策略的落實得不到物質(zhì)方面的支撐，最終難以實現(xiàn)調(diào)控目標；在時間特性方面，因為地區(qū)電網(wǎng)在自動控制方面缺乏完善性，AVC系統(tǒng)就地校正控制的主要控制目的是低壓側(cè)電壓以及變高側(cè)無功，在實現(xiàn)控制目標之后系統(tǒng)停止響應(yīng)，難以進一步優(yōu)化控制，最終導(dǎo)致無法實現(xiàn)對調(diào)控失配方面問題的預(yù)防以及控制；在目標特性方面，上下層電網(wǎng)調(diào)控的目標以及需求有較大的差異性，很難同時得到兼顧，不同層級電網(wǎng)的調(diào)控需求不存在交集，但是會影響各自控制目標的實現(xiàn)，下層電壓調(diào)控受到上層電壓調(diào)控影響，下送無功量變化受到下層無功流動變化影響，本地區(qū)狀態(tài)會隨著相鄰地區(qū)的調(diào)控而發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)移。

二、調(diào)控分析方法

（一）三維分析體系

在地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控方面，可以從時間、空間、目標3個維度開展分析。空間維度方面的分析更多的強調(diào)客觀負荷總量以及無功電壓調(diào)控資源之間的適應(yīng)性，對區(qū)域電網(wǎng)無功電壓調(diào)控資源配置的充裕性進行考慮；時間維度方面的分析則重點強調(diào)客觀負荷時變性與 時序性之間的適應(yīng)情況，對控制策略以及控制動作的完整性、合理性進行評估；目標維度方面的分析則重視多級調(diào)控主體之間的協(xié)調(diào)，可以用來實現(xiàn)對調(diào)控機制與調(diào)控原則之間的適應(yīng)性以及協(xié)調(diào)性進行評估。通過在空間以及時間維度方面的分析，如果不同調(diào)控主體之間的聯(lián)絡(luò)變量處于合理范圍之外時，將會導(dǎo)致目標維度方面的配合問題凸顯出來。

（二）數(shù)學(xué)分析模型

變電站屬于無功電壓調(diào)控方面的直接載體，對其建立其相應(yīng)的數(shù)學(xué)分析模型，可以為無功電壓調(diào)控的分析打下良好的基礎(chǔ)。該數(shù)學(xué)分析模型為等值分析模型，其主要組成部分有等值系統(tǒng)、主變、負荷、無功補償裝置。將等值系統(tǒng)和主變高壓側(cè)連接，將負荷和中壓側(cè)連接，將無功補償裝置和低壓側(cè)連接。等值系統(tǒng)的主要組成有無窮大電源以及系統(tǒng)短路電抗，平衡點為高壓母線，因為這種方式無法將無功電壓調(diào)控作用反應(yīng)出來，因此還需要增加電勢作用，用來實現(xiàn)對上層電網(wǎng)的描述。系統(tǒng)短路電抗越小，等值系統(tǒng)和變電站之間的連接將越密切，電壓水平受到電壓調(diào)控以及符合變化方面的影響就越低。

三、地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控優(yōu)化思路和策略

首先，在空間維度方面，需要對無功現(xiàn)有配置以及無功需求之間的矛盾進行詳細的了解和分析，對地區(qū)負荷自然增長情況進行充分全面的考慮，變電站之間的配電規(guī)劃很可能無法滿足地區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控方面的實際需求，在這種情況下，要全面考慮其發(fā)展趨勢，采取新增配置的方式保證其可以滿足在調(diào)控方面的需求。

其次，在 時間維度方面，主要是研究站點AVC系統(tǒng)控制策略和當(dāng)?shù)刎摵商匦灾g的關(guān)系，變電站AVC系統(tǒng)屬于單策略動作控制系統(tǒng)，在動作選擇方面往往由單一策略來控制，如果策略的控制難以適應(yīng)負荷峰谷變化的變化，將很大程度上降低控制效果，甚至?xí)兄鲃娱]鎖現(xiàn)象出現(xiàn)。

最后，在目標維度方面，需要做好對區(qū)域上下級層電壓控制目標進行分析研究，判斷其是否存在沖突和矛盾。220kV變電站無功電壓調(diào)控可以直接體現(xiàn)出配合狀態(tài)，變電站在無功水平方面很大程度上受到下層110kV電網(wǎng)無功負荷影響，電壓水平受到上層220kV主網(wǎng)電壓水平影響，AVC系統(tǒng)將負荷側(cè)電壓的調(diào)控作為控制目標，制定相關(guān)的控制策略，而不是以220kV母線電壓為控制目標，在控制過程中，通過對變高側(cè)電壓動作的判斷，可以很大程度上使負荷側(cè)電壓水平得到有效保證。

結(jié)語

在電網(wǎng)飛速發(fā)展過程中，為地區(qū)無功電壓帶來了一系列的問題和挑戰(zhàn)，存在地區(qū)電壓調(diào)控失配等方面問題，進而影響電網(wǎng)的運行控制。通過建立三維分析體系以及數(shù)學(xué)分析模型的方式，對調(diào)控失配問題進行分析研究，制定了相關(guān)的解決思路和策略，通過新增AVC系統(tǒng)，一方面滿足低壓側(cè)電壓調(diào)控目標的實現(xiàn)，另一方面還能更好地滿足上層電壓水平方面的實際需求。

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