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摘 要:随着我国电力事业的不断发展与进步,无功电压的优化作用日益显著,改善高耗能、高投入的电力运行现状。促进电力系统的安全稳定高效运行是无功电压优化的目的,用尽量较少的无功补偿投入来获取最大限度的高质量电压,达到优化电压系统的作用,近年来在我国电力事业中不断得到重视和发展。本文从无功电压的特点入手,具体的分析了无功电压的优化和调节问题,以期为无功电压的进一步优化做出理论上的分析。
关键词:电力系统 无功电压 优化 调节
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0112-02
随着我国电网事业的快速发展,目前对电网的控制手段越来越复杂,电网部门对电网事业的经济性日益看重,优化无功电压的重要性逐渐突出,无功电压优化是指对三维协调的电网分布式无功电压系统进行优化、调节和控制。三个维度具体是在目标、时间和空间三个层次上进行综合、分解、协调的理念来操控整个配电网的无功电压系统优化。其中, 在目标维度方面,无功电压系统的优化和调节是维护电力系统的安全稳定运行,从而在保证电压质量的基础上降低网损程度等多种目标上进行分解式的协调和控制;另外,在空间维度上,主要是指在高压、中压、低压三个电压等级之间进行的分解、协调、控制;在时间维度上,为保证电力系统运行的稳定性和持续性,促进电力经济的健康发展,在不同时间尺度上进行调解控制。总之,配电网电压无功优化和控制的目标即在保证供电电压质量和稳定的基础上,使电网系统稳定和无功功率的平衡,从而使电能损耗在最小程度上。
1 无功电压优化和调节的内容以及特点
无功电压的优化和调节是保证电力系统电压在满足各种系统稳定运行的基础上,通过调整发电机的端电压、改变变压器接头、提供无功补偿设备等手段来降低无功投入的消耗,用尽量少的无功投入来获取最大程度上的电压质量和降低网损的改善。无功电压优化控制的特点简单来说主要有:大规模、离散性、非线性等,具体方面主要有一下几方面;
1)无功电压的优化和控制规模大,跨越范围广,不仅支持省、地、县三级电压的协调与控制,在协调控制模式以及电压独立优化控制模式方面也得到优化和调节;这是无功电压优化和调节的最突出特点,即体现在覆盖的规模范围上,在进行配电网无功电压优化时要全方位的考虑范围上的广度,做到跨越式的调节和优化,促进配电网的稳定发展,以实现电力系统的健康运行。
2)无功电压优化和调节要实现高压、中压配电网的无功的协调与控制,从而为实现地县级电力电网的无功优化做出基础性准备,即在进行无功电压优化时,要注意协调高压、低压的协调配合发展,为保证低压系统的优化做出前提性保障,实现配电网无功电压的全面优化和调控。
3)无功电压的优化和调节要实现对各种无功电压设备的调节和控制,比如对配电网的风电机组、小火电、SVC设备等进行全方位的优化和控制,实现配电网无功电压在设备设施上的优化,促进发展电力系统的良好控制手段,同时,无功电压的优化要促进无功优化发展规划与无功优化控制的协调性,一方面,优化控制可以对不合理的无功补偿和母线以及变电站进行协调,另一方面,无功电压的科学合理规划可以为无功电压的优化控制提供良好的运行调节基础,以促进电力系统的全面优化和控制,在管理和协调手段上不断改进。
4)无功电压的优化和调节具有离散性的特点,在促进电压调度权和集控权分离的调度模式的基础上,保证了配电网集中优化与分布式控制的协调发展,同时,无功电压控制和评估的可靠性很高,在配电网系统主站服务器全网优化控制计算时进行自动优化计算的模式促进无功电压系统的优化;在主配电站出现故障或与集控中心通讯出现异常时,可以通过启动电力系统区域自动优化计算系统来进行调节和控制。
5)无功电压的优化和调节在电力系统运算方面自动优化系统,在潮流计算、潮流灵敏度分析与专家预算决策系统结合的混合型决策框架基础上,对短期符合预测技术、潮流灵敏度分析辅助决策的专家系统进行有效的模拟调度和专家决策的预算和控制行为,确保电力系统全面的协调和控制。此外,对于电力系统的双机、双网互备,故障自动重启、自动恢复,电网故障、通道故障、系统故障实现自动调度和处理,以确保电力系统运行的安全和可靠性;具有高度的灵敏性和通用性,可以实现电力系统的全面调控,适用和调度的范围广。
2 无功电压优化和控制的主要手段
随着我国电力事业的不断发展与进步,电力系统中无功电压的优化和调节作用日益显著,优化无功电压,从而改善高耗能、高投入的电力系统运行现状,更好地促进我国电力系统的安全稳定高效运行,用尽量较少的无功补偿投入来获取最大限度的高质量电压,达到优化电压系统的作用,其中,电力系统中改善和调节无功补偿设备是进行无功电压优化最根本的控制手段。首先明确电力系统调整的具体要求,按照就地平衡、就近补偿的原则对无功电压设备进行优化和调节。具体来讲,无功电压优化和调节主要有以下几种方式。
2.1 调节发电机的机端电压
首先对发电机机端电压进行优化和调节,电力系统优化中不需要耗资的最简便的调节电压的设备是发电机机端,利用发电机电压励磁,改变母线的电压,进行逆调压来满足电力系统电荷质量的前提下,改善向用户提供电力的直接便捷的电力系统,但是,当发电机经的多级变压器向负荷供电时,单单靠发电机进行调压往往不能满足负荷对电压质量的要求,这时需要对无功补偿设备进行继续优化和调节的手段,在满足电力质量的基础上,对配电网的风电机组、小火电、SVC设备等进行全方位的优化和控制,实现配电网无功电压在其他设备设施上的改进,保证电力系统的优化控制设施的改进,此外,无功电压的优化要促进无功优化发展规划与无功优化控制的协调性,来优化控制可以对不合理的无功补偿和母线以及变电站进行协调,以实现对无功电压的调控和优化的目的。
2.2 调节变压器
无功电压系统优化中对变压器的变化的调节也有明显的直接优化作用,在进行变压器的调解时,由于受到变压器变比次数的限制,这时可以选择对双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高、中压绕组的若干分接头进行调节。是一种常用的便捷手段,在进行变压器的变比调压时,电力系统无功功率水平比较高,局部电压较低时,往往使用变压器进行调节,但是由于受到调节次数的限制,要不断的更新设备装置来改进变压器,使得电力系统无功电压的调节更为便捷高效。 2.3 投切无功补偿装置
无功补偿装置是另外一种调压的手段,由于受到切投次数的限制,在调压时,需要附加设备的调压装置中,对无功功率不足的系统要先用并联电容器或者无功补偿器等装置进行增加无功功率电源。投切无功补偿装置的优化,在电力行业主要分为高压配电网和中低压配电网两个部分:
高压配电网—按照 “分层分区、就地平衡”的电力系统无功补偿原则,综合地分析电网系统运行的负荷数据前提下,并且对电力设备、降损以及投资等进行综合考虑后运用,运用电力系统运行快速潮流计算的方法,科学合理的安排配电网中变电站的并联电容器以及电抗器的安装地点、容量和分组方式等,避免高压配网的经验式的无功补偿计算方式,提高配电网装置的科学性,从而达到降低网损、提高电压质量,保证电力系统的安全稳定运行性。
中低压配电网—为了更好地达到降低网损、提高电压质量、节约电力设备装置投资的目的,合理的规划对中低压配电网的无功补偿配置方案,优化无功电压装置,具体包括:优化无功补偿设备的配置位置、容量以及分组配置方案,通过对补偿方案的预算以及效益的估算,来最大限度地改变中低压配电网无功补偿配置电力工作量大、计算手段和公式复杂、设备配置管理上的缺陷,从而保证中低压配网电容器补偿容量、地点以及分组方式的困扰,提高无功电压的补偿装置优化,更好地进行无功电压的硬件优化和调节。
2.4 电气设备投切次数控制的优化
在无功电压的优化调节上,对电气设备的透切次数的调控也是一个重要方面,在不同的电力运行区域,避免采取不适合的调节控制策略而导致在两个不合格区域内振荡调节的情况,这对电力系统健康运行产生较大的影响,同时,对变电站内有载调压分接头和电容器组的频繁升降和投切也会造成电气设备不同程度上的损坏。因此,要实现电气设备动态无功优化和控制,需要综合考虑控制设备次数限制等条件,合理科学地根据实际运行的电力系统进行优化电器设备投切次数,实现无功电压的最大程度上的优化和调控,促进电力系统的稳定和电力事业的进一步发展。
参考文献
[1] 李广河.地区电网无功电压集中优化控制系统的研究与实现[D].郑州:郑州大学,2003.
[2] 邱军.电力系统无功电压就地控制研究[D].武汉:华中科技大学,2004.
[3] 邢晓东.金华地区电压无功优化的研究[D].杭州:浙江大学,2005.
[4] 朱毅.基于多Agent的全网电压无功优化控制系统研究[D].济南:山东大学,2006.
关键词:电力系统 无功电压 优化 调节
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0112-02
随着我国电网事业的快速发展,目前对电网的控制手段越来越复杂,电网部门对电网事业的经济性日益看重,优化无功电压的重要性逐渐突出,无功电压优化是指对三维协调的电网分布式无功电压系统进行优化、调节和控制。三个维度具体是在目标、时间和空间三个层次上进行综合、分解、协调的理念来操控整个配电网的无功电压系统优化。其中, 在目标维度方面,无功电压系统的优化和调节是维护电力系统的安全稳定运行,从而在保证电压质量的基础上降低网损程度等多种目标上进行分解式的协调和控制;另外,在空间维度上,主要是指在高压、中压、低压三个电压等级之间进行的分解、协调、控制;在时间维度上,为保证电力系统运行的稳定性和持续性,促进电力经济的健康发展,在不同时间尺度上进行调解控制。总之,配电网电压无功优化和控制的目标即在保证供电电压质量和稳定的基础上,使电网系统稳定和无功功率的平衡,从而使电能损耗在最小程度上。
1 无功电压优化和调节的内容以及特点
无功电压的优化和调节是保证电力系统电压在满足各种系统稳定运行的基础上,通过调整发电机的端电压、改变变压器接头、提供无功补偿设备等手段来降低无功投入的消耗,用尽量少的无功投入来获取最大程度上的电压质量和降低网损的改善。无功电压优化控制的特点简单来说主要有:大规模、离散性、非线性等,具体方面主要有一下几方面;
1)无功电压的优化和控制规模大,跨越范围广,不仅支持省、地、县三级电压的协调与控制,在协调控制模式以及电压独立优化控制模式方面也得到优化和调节;这是无功电压优化和调节的最突出特点,即体现在覆盖的规模范围上,在进行配电网无功电压优化时要全方位的考虑范围上的广度,做到跨越式的调节和优化,促进配电网的稳定发展,以实现电力系统的健康运行。
2)无功电压优化和调节要实现高压、中压配电网的无功的协调与控制,从而为实现地县级电力电网的无功优化做出基础性准备,即在进行无功电压优化时,要注意协调高压、低压的协调配合发展,为保证低压系统的优化做出前提性保障,实现配电网无功电压的全面优化和调控。
3)无功电压的优化和调节要实现对各种无功电压设备的调节和控制,比如对配电网的风电机组、小火电、SVC设备等进行全方位的优化和控制,实现配电网无功电压在设备设施上的优化,促进发展电力系统的良好控制手段,同时,无功电压的优化要促进无功优化发展规划与无功优化控制的协调性,一方面,优化控制可以对不合理的无功补偿和母线以及变电站进行协调,另一方面,无功电压的科学合理规划可以为无功电压的优化控制提供良好的运行调节基础,以促进电力系统的全面优化和控制,在管理和协调手段上不断改进。
4)无功电压的优化和调节具有离散性的特点,在促进电压调度权和集控权分离的调度模式的基础上,保证了配电网集中优化与分布式控制的协调发展,同时,无功电压控制和评估的可靠性很高,在配电网系统主站服务器全网优化控制计算时进行自动优化计算的模式促进无功电压系统的优化;在主配电站出现故障或与集控中心通讯出现异常时,可以通过启动电力系统区域自动优化计算系统来进行调节和控制。
5)无功电压的优化和调节在电力系统运算方面自动优化系统,在潮流计算、潮流灵敏度分析与专家预算决策系统结合的混合型决策框架基础上,对短期符合预测技术、潮流灵敏度分析辅助决策的专家系统进行有效的模拟调度和专家决策的预算和控制行为,确保电力系统全面的协调和控制。此外,对于电力系统的双机、双网互备,故障自动重启、自动恢复,电网故障、通道故障、系统故障实现自动调度和处理,以确保电力系统运行的安全和可靠性;具有高度的灵敏性和通用性,可以实现电力系统的全面调控,适用和调度的范围广。
2 无功电压优化和控制的主要手段
随着我国电力事业的不断发展与进步,电力系统中无功电压的优化和调节作用日益显著,优化无功电压,从而改善高耗能、高投入的电力系统运行现状,更好地促进我国电力系统的安全稳定高效运行,用尽量较少的无功补偿投入来获取最大限度的高质量电压,达到优化电压系统的作用,其中,电力系统中改善和调节无功补偿设备是进行无功电压优化最根本的控制手段。首先明确电力系统调整的具体要求,按照就地平衡、就近补偿的原则对无功电压设备进行优化和调节。具体来讲,无功电压优化和调节主要有以下几种方式。
2.1 调节发电机的机端电压
首先对发电机机端电压进行优化和调节,电力系统优化中不需要耗资的最简便的调节电压的设备是发电机机端,利用发电机电压励磁,改变母线的电压,进行逆调压来满足电力系统电荷质量的前提下,改善向用户提供电力的直接便捷的电力系统,但是,当发电机经的多级变压器向负荷供电时,单单靠发电机进行调压往往不能满足负荷对电压质量的要求,这时需要对无功补偿设备进行继续优化和调节的手段,在满足电力质量的基础上,对配电网的风电机组、小火电、SVC设备等进行全方位的优化和控制,实现配电网无功电压在其他设备设施上的改进,保证电力系统的优化控制设施的改进,此外,无功电压的优化要促进无功优化发展规划与无功优化控制的协调性,来优化控制可以对不合理的无功补偿和母线以及变电站进行协调,以实现对无功电压的调控和优化的目的。
2.2 调节变压器
无功电压系统优化中对变压器的变化的调节也有明显的直接优化作用,在进行变压器的调解时,由于受到变压器变比次数的限制,这时可以选择对双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高、中压绕组的若干分接头进行调节。是一种常用的便捷手段,在进行变压器的变比调压时,电力系统无功功率水平比较高,局部电压较低时,往往使用变压器进行调节,但是由于受到调节次数的限制,要不断的更新设备装置来改进变压器,使得电力系统无功电压的调节更为便捷高效。 2.3 投切无功补偿装置
无功补偿装置是另外一种调压的手段,由于受到切投次数的限制,在调压时,需要附加设备的调压装置中,对无功功率不足的系统要先用并联电容器或者无功补偿器等装置进行增加无功功率电源。投切无功补偿装置的优化,在电力行业主要分为高压配电网和中低压配电网两个部分:
高压配电网—按照 “分层分区、就地平衡”的电力系统无功补偿原则,综合地分析电网系统运行的负荷数据前提下,并且对电力设备、降损以及投资等进行综合考虑后运用,运用电力系统运行快速潮流计算的方法,科学合理的安排配电网中变电站的并联电容器以及电抗器的安装地点、容量和分组方式等,避免高压配网的经验式的无功补偿计算方式,提高配电网装置的科学性,从而达到降低网损、提高电压质量,保证电力系统的安全稳定运行性。
中低压配电网—为了更好地达到降低网损、提高电压质量、节约电力设备装置投资的目的,合理的规划对中低压配电网的无功补偿配置方案,优化无功电压装置,具体包括:优化无功补偿设备的配置位置、容量以及分组配置方案,通过对补偿方案的预算以及效益的估算,来最大限度地改变中低压配电网无功补偿配置电力工作量大、计算手段和公式复杂、设备配置管理上的缺陷,从而保证中低压配网电容器补偿容量、地点以及分组方式的困扰,提高无功电压的补偿装置优化,更好地进行无功电压的硬件优化和调节。
2.4 电气设备投切次数控制的优化
在无功电压的优化调节上,对电气设备的透切次数的调控也是一个重要方面,在不同的电力运行区域,避免采取不适合的调节控制策略而导致在两个不合格区域内振荡调节的情况,这对电力系统健康运行产生较大的影响,同时,对变电站内有载调压分接头和电容器组的频繁升降和投切也会造成电气设备不同程度上的损坏。因此,要实现电气设备动态无功优化和控制,需要综合考虑控制设备次数限制等条件,合理科学地根据实际运行的电力系统进行优化电器设备投切次数,实现无功电压的最大程度上的优化和调控,促进电力系统的稳定和电力事业的进一步发展。
参考文献
[1] 李广河.地区电网无功电压集中优化控制系统的研究与实现[D].郑州:郑州大学,2003.
[2] 邱军.电力系统无功电压就地控制研究[D].武汉:华中科技大学,2004.
[3] 邢晓东.金华地区电压无功优化的研究[D].杭州:浙江大学,2005.
[4] 朱毅.基于多Agent的全网电压无功优化控制系统研究[D].济南:山东大学,2006.