電網無功電壓管理存在的問題與解決措施探討

叢方舟

國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇鹽城 224000

在電網運行中最為核心的要素就是電壓，而確保電壓品質的關鍵之處就是電力系統的無功平衡與無功補償，科學高效的無功補償與電壓管控剖析能夠保障電壓品質，增強電力系統運行的整體效果與安全。鑒于此，無功電壓管控對于電網運行來說具有至關重要的作用。在城市現代化建設中，其重要性就更為突出了，需要解決現存問題，引入更為先進的管控思路與管控模式，創建更加健全的無功電壓管控體系，并將其融入到各個環節當中，對管理人員進行培養，提升其專業性，降低問題的發生概率，避免產生不必要的資源浪費，為電網運行降低成本，推動電網行業的健康開展[1]。

1 電網無功電壓管控的現實意義

1.1 有助于穩定社會環境

電能作為生活最賴以依存的資源之一，對整個社會環境是有著巨大的影響的。從綜合層面來講，國內部分地區電能的總體供給量是較為充足的，而一些偏遠地區經濟實力較差，再加上人均能源的欠缺，電能供給較為薄弱，會對社會的穩定性產生一定的影響。電能是一種可再生能源，如果運用科學的產能發生，就能夠滿足社會的整體需求，而且并不會對環境造成破壞。增強電力系統電壓品質以及無功電壓管控，可以科學的提升能源配置的最優化，有效治理部分地區能源不足的問題，有助于穩定社會環境并且具有積極的影響。

1.2 對滿足電能輸送供應需求的關鍵作用

在各大城市經濟效益不斷推進的狀態下，對于電能的需求量愈來愈高，并且電能供給的穩定性與充足性，會影響各大行業的向前推進，使對電力能源的需求量迅猛提升。如果出現電能的供給量難以符合社會的整體要求量，就會限制經濟開展速度，影響社會進步。所以，提升電力系統電壓品質及無功電壓管控能力，能夠確保電網電能的供給與輸出品質，科學分配電力能源，優化電網輸出速率與效果，是帶動城市快速開展的重要環節[2]。

2 出現電壓偏差的具體原因

通常情況下，在電網正常運行期間，會存在很多影響電壓穩定性的干擾因素，而最主要的幾點原因是：首先，一些企業利用死補的方式來安置無功補償裝置，當在集中用電的時候就會發生電壓的不穩定，快速變動；其次，氣候因素對電壓的影響，在溫度較低的環境中，會引發電壓在高負荷情況下的電壓降低，使其穩定性受到影響；最后，在電網運行階段，如果運行的模式出現變動，功率的整體不分布情況就會隨之發生變動，同時也會影響到電網抗阻，使電壓變得過高或者是過低，安全性與穩定性都比較差。所以，這些無功電能給供電電壓的帶來巨大的影響，必須要重視對無功電壓的管控力度，采取專業性更強，針對性更強的管控模式，明晰所有的影響因素，利用正確的方式處理問題，確保解決方案的合理性與可靠性。

3 現階段無功電壓管控中存在的主要問題

3.1 用戶管控工作落實不到位

如果在配置無功補償裝置時，整體的配置形式缺乏一定的科學性，電網運行管控效果達不到要求，就會使其中一些用戶并不能實時向供電單位反饋電壓的品質、無功補償裝置的安裝容量以及無功補償裝置所運用的實際情況。一些重新建設或者是由原有變電站重新擴建的變電站的無功補償裝置，無法在變壓器擴容時和有功設備在一個時間內做出設計、創建等，無功補償設備的容量是沒有辦法在同期進行增擴的。

3.2 電網運行管控力度較差

從電網運行的實際狀況來看，一直都存在電網運行管控力度較差的問題。由于管理人員更加看重有功設備，在具體的管控工作執行階段，更加偏向于電網的安全管控以及操作管控。在平時的電網運行管控工作中，整體的監管體系并不健全，缺少責任體系的搭建以及獎勵與懲罰體系的搭建，在沒有考核的情況下，管理人員的責任感就會有所欠缺，使管控工作并不能真正落實到工作中，影響電網運行管控效果[3]。

3.3 無功設備建設缺乏科學性

從電網管控情況來看，以往的電網管控理念以及形式并不適用于當前的形式，而且以往的管理中并不關注主變高壓側的受電率，而更加看重電壓的品質和對線損的把控，致使供電單位在選用主變分接開關和配置電容器階段，忽略了受點率僅僅是關注電壓，使無功設備建設缺乏一定的科學性。

4 無功電壓設備和技術中的不足之處

4.1 變壓器的額定電壓不可靠

隨著時代的變化，在新時期下，目前電網網絡水平不斷提高，也使供電半徑發生了改變，半徑縮短，變壓器的額定電壓受其影響并不合理與可靠，致使配電網中的電壓沒有辦法符合社會的需求，影響配電網的電容器的正常使用與運轉。所以，應當力求實現在額定電壓下的系統無功功率的平衡（如圖1所示）。

圖1 無功平衡與電壓水平

4.2 電容器配置缺乏科學性

一般情況下，供電單位通常只在低壓設備中才會并聯電容設備，讓中壓當中所不足的無功不能在中壓中測量到相關聯的補償，進而提升了變壓設備的損壞與消耗。在單組的電容器設備容量較大時，如果電容器的類型并不科學，就會在負荷無法滿足設計要求或者是變壓器分頭選型的約束下，無法讓電容設備順利運行，無法突顯無功容量的優勢與作用。

4.3 無功電壓監測準確性較低

部分供電單位電壓所展現的數據并不精準，經常會出現電壓超額的問題，母線與數字一直的問題也較為常見，無功表涵蓋了數字表等信息有偏差或者是管控指標不滿足要求等，與此同時，遠傳無功電壓也會經常發生信息不精準的問題，致使工作人員無法及時掌控發電廠發電功率的相關數據與供電單位受電功率的數據。除此之外，信息化技術與自動化技術的廣泛應用是提升管理效力最有效的辦法，然而目前無功電壓管控自動化程度較為滯后，不僅會增大工作人員的工作量，而且也難以保證所有數據的準確性，必將會存在管理偏差[4]。

4.4 無功補償設備容量不達標

眾所周知，日常的電壓值大多是在220千伏左右，而無功補償設備配的容量通常是主變壓設備容量的0.2倍左右，要依照標準的指標進行配置，然而由于以往電網電壓值普遍較高的影響或者是電容器達不到狀況的影響，部分電容器的配置容量都不達標，并且還會出現未配置電容器的情況。

5 處理無功電壓管控問題的主要策略

5.1 對電容器的容量進行科學的配置

從目前電容器的容量情況來看，很多電網中的電容器組的容量都偏大，結合以往數據的整合與剖析，電容設備在投切以后會引發無功缺失或者是無功過補的狀況，通常這種現象的發生，會使并未運行的的小容量電容設備發生投切問題，比如，將電容器劃分為多個組別運行以及在總線上搭配兩個不同容量的電容設備。結合實際電容設備組中的容量大小，對容量的相關數據進行調整，利用更加科學的方式對投切進行管控，提升管控效果。

5.2 運用負荷曲線的預測能力

倘若想要將由于特殊負載跳變誘發的多余投切清除掉，不但需要運用相應的技術手段加大諧波的治理力度，而且還要在設計軟件時將變壓器裝置所具備的短時間超負載能力全部體現出來，唯有這樣，才可以減小調整幅度以及防止有投切情況產生，進而將此作為基礎，在AVC診斷之中運用調度自動化系統，將該系統的負荷預測能力發揮出來。經過對比分析實時數據和相應的預測參數值，可以將結果視為電壓無功控制的主要參數信息，如此一來，就能夠結合一日之中的負荷曲線，借助預測設備得出具體的投入時間、切除時間，實現最優化的調整和投切目標。在這種情況下，除了可以保證安全系數達標之外，還能夠防止在負載作用下設備有頻繁振動情況產生。

5.3 提升電壓質量的管控力度

若想提升電壓質量的管控力度，需要對核心的送電線路的導線做出核驗與調整，加大線徑長度，以此來增加受電電壓強度，并且會減少電能的消耗。除此之外，優化配電線路，避免由于線路長度超出標準而對電壓品質產生不利影響。強化調壓設備的創建科學性，加強無功容量的配置合理性，加大對變壓器設備的有載調壓優化的實效性，也是提升無功電壓管控水平的重要方式。在開展無功電壓管控工作時，必須要對管理人員的管理范圍以及管控職責進行明確的劃分，通過績效考核體系的搭建，提升管理人員的工作責任感，以及對管理工作的嚴謹性與負責性，不斷提升整體電壓標準效率，確保電網運行的安全性與穩定性[5]。

5.4 自動報警裝置的合理化設置

如果網絡中的信息發生異常狀況時，就會出現內網或者是外網數據發生錯亂，使狀態預算模塊發生改變或者是停滯，倘若標準率的信息在十分鐘以內并未出現變動時，此種狀態下，需要在AVC系統的編程中加入特定的判斷指標，確保AVC系統的能夠在異常狀況中產生預警，讓工作人員能夠及時掌握設備的運行狀態，對問題進行及時化處理，做好日常維護，避免問題嚴重性的擴大，提高了工作效力。一般在運用AVC系統時，安全性與數據設置需要單獨估算，最大的優勢就是如果狀態估算模塊出現問題，并不會對相對應的參數信息造成影響，所含有的信息依舊有效。

5.5 創建健全的網絡結構

為了能夠提高供電的穩定性，確保電壓的整體質量，創建健全的網絡結構就是其中的有效途徑，所以，在進行設計工作時，需要對電力系統的具體情況進行探究與明晰，明確整體的規劃目標與建設指標。一方面，要以復合范圍的最高級別電壓網絡所明確的電壓保持密切的關聯，通過增強電網受端系統的穩定性為提升創建效果。另一方面，要調整低等級的電壓網絡，利用分層提供電能的形式，保證電網供電的穩固性，融合環形布局的模式，在電網出現問題時不影響電壓質量。除此之外，結合電壓消耗的標準數據，無功情況與負載量來判定中壓電網的供電范疇，以此來保障供電半徑在標準化的空間范圍內，讓無功負載與無功電源保持在更加平衡的狀態下。

6 結語

總體而言，若想保證電網運行的穩定性與安全性，就需要提升無功電壓管控力度，達到管控效果，降低運行中問題的產生，在對電容器的容量進行科學的配置、運用負荷曲線的預測能力，以提升電壓質量的管控力度、創建健全的網絡結構以及自動報警裝置的合理化設置等具體策略，對整體的管理形式進行優化，促進電力行業的健康開展。