主動配電網背景下無功電壓控制方法探討

李桂紅

【摘 要】從當前的發展形勢來看，社會生產活動和人們生活對電力能源的需求在不斷增多，這為電網的運行帶來很大的運行壓力，如果不能對電壓進行有效控制，便會對電網系統的供電能力帶來較大的影響。針對此類問題，我們有必要對無功電壓控制方法展開研究。在主動配電網的發展背景下，應用分布式電源接入方式對電網實行電壓分布，從而改善電網的運行壓力，保證電力系統的運行穩定性，為電力企業的長期穩定發展提供支持。

【關鍵詞】主動配電網;無功電壓;控制方法

引言

由于社會經濟快速發展，所引發的用電需求量過大，對電網的建設和發展帶來了較大的影響。電網系統超負荷運行已經成為常見現象，對電力系統的供電服務水平帶來一定的威脅，在這種發展形勢下，電力企業要想獲得全面發展就必須有能力應對新的用電需求，加大對電網建設的投入力度，尤其是針對配電網的發展空間進行有效利用。針對主動配電網的研究與應用已經成為當前電力企業發展的必然趨勢。

1主動配電網的含義和具體特征

社會的不斷進步與發展，帶動了各行業的技術革新和發展，同時推動了能源技術的快速更新和有效利用。目前，電力能源的應用已經廣泛，配電網絡建設技術也逐步成熟。主動配電網在電力能源網絡運行中逐步替代了傳統的配電網，成為電力系統的主流趨勢。因此，應當深入了解主動配電網的有關概要，闡述主動配電網背景下配電網絡的發展現狀。主動配電網是內部具有的自身儲備能源，具有獨立控制和運行能力的配電網。它的特征主要體現在幾個方面。第一，具備一定的可獨立控制的電力能源。第二，擁有獨立的可控制操作系統，并具有一定的操作技術。第三，具有實現優化管理的管理運行體系中心。因此，主動配電網在技術標準、管理模式、網絡結構等諸多技術方面都具有與傳統配電網無法比擬的巨大優勢。目前，通過有效的技術手段，對主網、配電網、輸送電壓等相關電力環節進行實時有效觀察，成為提供高效、穩定、節能的低碳電能供應機制的最有效方式之一。

2DG對配電網無功電壓特性的影響

DG指的是分布式電源接入方式，在主動配電網的發展背景下，采取分布式電源接入方式，可以有效改善配電網的運行壓力，進而實現電力系統的穩定運行與發展。DG在應用的過程中所使用的能源可以分成可再生能源和不可再生能源，前者雖然具有一定的能源優勢，可以保證能源的利用率，但是在穩定性和可控性方面卻表現出一定的不足。而后者在穩定性和可控性方面卻表現出很好的優勢。受到能源限制的影響，實際應用中是以可再生能源為主，采用風電和光伏進行分布式電源接入時，會對原有的電網能量流通性產生影響，最終導致配電網的無功電壓特性降低，這對于無功電壓的控制工作來說，將帶來極大影響。分布式電源接入方式的選擇對配電網無功電壓特性的影響集中體現在以下幾個方面：

（一）電源接入規模的影響

針對配電網無功電壓特性的影響，與電源接入的規模大小相關，接入的電源規模越大，對配電網無功電壓特性的影響也就越大，在特定的情況下，具有高滲透率的電源可能會影響配電網中的全部無功電壓特性。

（二）對電壓水平的影響

一般情況下，配電網中的電壓水平均會收到電源接入的影響，同時，配電網的電壓上限也會因此收到波及，在電源與附近的負荷情況產生協同作用時，便會對其電壓形成影響，進而產生電壓波動的現象。

（三）電源接入出力的影響

當電源接入的出力不同時，對配電網電壓的影響也會存在一定的差異。實踐證明，當電源出力較大時，對配電網電壓的影響也就較大。除此之外，接入位置和接入方式的選擇也會對配電網電壓形成不同的影響。

3主動配電網無功電壓控制方法探討

3.1加強對現有配電網絡的規劃與建設

由于無功電壓具有互補性、差異性的控制特點，因此，可以改變我國傳統的配電網絡，并可以在不同區域環境下，尤其是偏遠的山區、高寒地區，對配電網絡加以現代化的規劃與改造。充分應用本地的電力資源，展開網絡的設計，并且，可以利用本地的地理特點、客戶用電分布情況、地區環境等方面進行統籌計算，以降低電能的消耗，保持負荷的平衡，從而提升了配電的質量，有利于我國的配電網更加優化，成為良好的配電運行方式，為無功電壓的控制創造的有利條件。

3.2基于電網設備的調壓

總結分析電網設備的調壓手段，主要有加裝分布式儲能裝置、調節變壓器分接頭和分布式發電機組調壓方式等，本文就針對加裝分布式儲能裝置的調壓措施進行闡述：該項調壓措施的應用主要是依據儲能裝置的儲能技術，在配電網運行的過程中，可以通過其自身的儲能技術，實現對可再生資源的合理利用與輸出，全面提升可再生資源的利用率。在針對配電網的運行特點進行分析之后，可以利用儲能技術實現對電網電壓和頻率的有效調整，從而改善配電網的運行壓力。另外，當電網發生故障時，儲能技術還可以為電源接入方式和電網運行提供相應的無功補償支持，使其實現對無功電壓的有效調節，進而保證配電網的電壓始終處于平穩運行的狀態，為配電網的安全穩定運行提供保障。

3.3精確統計與計算電力能源的應用率

現階段，我國的電力資源具有發展不夠均衡的特點，導致傳統的配電設備未得到及時的更新，不能有效適應無功電壓迅速擾動的要求。因此，基于無功電壓的控制特殊，相關工作者需要在應用過程中加強對配電網其覆蓋范圍的精確統計，并有效計算電能的應用數量，以及能源的應用率。以便得到重要的數據。在實地考察與有關的數據錄入，對不同區域的無功電壓的具體應用情況與控制容量展開分析與匯總。同時，對數據進行有效的處理，充分結合本地電力的應用狀況，不斷完善適應區域配電網發展特點的無功電壓的控制策略，提升電能的利用率。

3.4基于無功優化調度的調壓

無功優化調度可以改善電力系統中的潮流分布，降低網損以及降低電壓損耗，從而改善電壓質量，確保電網的安全、可靠、經濟地運行。傳統的配電網是被動式配電網，屬單向的放射狀的電網結構，其無功優化手段主要是優化投切無功補償裝置。相對于傳統的被動式配電網，ADN具有多電源的特點;此外，接入的DG（如分布式光伏發電、風電等）具有較強的隨機性、波動性，使得ADN的無功優化控制顯得更加復雜。在現有研究中，ADN的無功優化調度主要是基于信息和通信技術，將DG、儲能裝置等可調節設備的無功調節與傳統的無功電壓調節手段相結合，實現配電網的無功優化。綜合DG與傳統的無功電壓調節手段，以網損最小為目標，采用基于聚類和競爭克隆機制的多智能體免疫算法，結果表明利用分布式電源對電網進行無功補償能較大程度地改善電壓質量和降低網損。但是由于DG的隨機性、不確定性，將造成無功補償裝置的頻繁投切，設備運行成本增加。

結語

隨著我國社會經濟的迅速發展，各行業面臨嚴重的能源緊缺問題。以往的能源分配與應用情況越來越不能適應時代的發展需求，應用新能源、新技術的有效利用顯得十分重要。我國最近已加快了對節能性能源的開發與應用步伐，并獲得了相應的成績，然而，從整體的能源發展局勢分析，不可再生的能源應用依然成為社會的主要能源。因此，必須積極規劃現有能源的應用布局，加強對清潔型能源的建設。對像電力一樣帶有清潔、高效、應用廣泛的優點的能源，必須著力加強應用率。通過推廣與應用主動配電網環境下無功電壓的控制策略，優化當前我國的能源布局。

參考文獻：

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[2]陳旭，張勇軍，黃向敏，等.主動配電網背景下無功電壓控制方法綜述[J].電力系統自動化，2016，40（1）：143-151.

（作者單位：國網太原供電公司）