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【分类号】:TM73
摘要:随着国民经济的快速发展及人们生活水平的日益提高,用户对电能质量提出了更高的要求,由此凸显出了加强电网监督与管理,实现有效的无功电压管理的重要性。本文将根据无功电压管理的目标与要求展开探讨,详细阐述在电网自动化调度中中无功电压管理的措施。
关键词:电网;自动化调度;无功电压;管理策略
1.无功电压管理的目标与要求
一方面,电力系统中的变压器、用电设备以及输配电线路,在运行过程中会吸收来自各方面的无功功率,系统的整体功率因数会有所下降,给线路运行带来极大的压力,同时电能损耗也会急剧增加,从而对电力企业的经济运行产生影响,严重时甚至对电力设备造成损坏。因此,强化电网自动化调度中的无功电压管理工作,可有效保障电网安全、稳定、经济运行,对节能降损具有重要作用。另一方面,在电力系统中实现无功运行,可对发电机电压、有载变压器的分接头以及无功设备容量等进行状态优化,降低系统中的有功损耗,稳步提升电压质量。对于无功优化策略来说,可以选择多种目标函数,而对降低网损最有效的目标常数,则可以作为无功电压的管理基础。做好电网无功功率补偿设施的建设管理,不仅有助于电压质量的提高,而且还能够进一步降低线损,达到节能的目的,为电网安全、可靠、稳定、经济运行提供强有力保障。
2.构建电网自动化调度管理系统
为了确保电力系统的安全、稳定运行,除了做好基本的无功管理外,还应实现无功优化系统。通过采取无功优化系统,实现自动化控制过程,可以减轻相关人员的工作量,比传统的人工操作方法更科学、精准。以电网自动化调度运行的实际情况为出发点,在无功优化系统中,应考虑以下几方面:(1)自动化控制的目标。在保障电网以及设备运行安全的基础上,基于全网角度实现无功电压优化,合理投入无功补偿设备,并实现无功分层的平衡性,尽量控制调节主变分接开关的次数,争取电压合格率达到最大值,降低输电网的损耗,以此支持电网调度自动化发展,改善电网中的电压质量,提高设备处理效率。(2)系统优化原则。首先,尽量保障全网范围内的电压合格率,同时将电能损耗降到最低点;其次,尽量减少全网设备的动作次数,确保所有操作与规范、标准相一致;最后,设置数学模型与目标函数,保障全网电能损耗最低。(3)功能的实现策略。通过对无功电压进行综合计算,产生各道调节指令,包括无功补偿设备的指令信2息、无功电压控制信息等,将接收到的信息传输到工作站,由工作站将指令输入到SCADA系统中,完成执行过程。要求所处区域内的电网等级电压必须在合格数值范围内,对本级电网中的无功功率进行优化调节,促使无功分层的就地平衡,以保障电力系统运行合格。另外,对于同电压等级不同变电所的电容器来说,其最终组合方式根据计算来决定。
3.电网自动化调度中无功电压管理的主要措施
强化无功电压的优化管理,分层平衡、分区平衡是关键所在。实现无功补偿的最佳状态就是任何电压线路中都不会产生无功电流,同时各个电压母线中的功率因数为1,减少多级变压器输送或者长距离输送无功功率的现象。归纳总结,强化无功电压管理主要采取以下方法:(1)遵循自下向上的原则,从末端逐级向电源端进行平衡补偿。有关补偿容量的计算公式为:Qc=P(tanα1-tanα2),其中P为最大负荷下的平均有功功率。(2)对变电站中的无功电压进行优化调整,需要确保变电站中母线电压的质量与补偿装置实现即时投停状态。当所有补偿装置投入使用后,如果变电站中母线无功补偿还是不能满足要求,那么则需及时上报相关部门,以协调解决问题。(3)有关电压曲线的选择,主要结合电网负荷的变化以及调压需求等制定,在具备无功调整的变电站中,应按照电压曲线需求对无功出力状态进行调整,值班调度员结合电网运行实际情况进行修改,并监督其运行。(4)如果处于无功负荷运行高峰期,那么就需要加大监视力度,确保电压与目标电压值相符;如果处于无功负荷运行低谷期,那么可以将无功降低到目标电压值,或者将功率因数提高至0.95以上,保持地区内小电厂的功率因数在0.98以上。
4.基于经济运行的无功电压调整对策
电网调度自动化系统支持在线计算与离线计算相结合,通过应用负荷电压中对应关系的曲线,确保电压质量,对发电机端电压以及变压器等进行合理调控,促使电网运行中电压最优化,以此实现降损节能目标。
基于经济性角度,笔者对调整电压的具体措施分析如下:(1)在保持无功功率平衡状态的基础上,应用负荷变压中对应的关系曲线,结合负荷状况对变压器的分接头进行调整;如果母线电压相对较低,则需要先操作电容器组,然后对主变分头进行调整;如果母线电压已超过偏差的允许范围,那么就需要对主变分接开关档位进行调整,以控制电压。(2)在电压偏差允许范围之内,对供电电压进行调整,以保障在高峰負荷状态时,电压值比低谷状态的电压值偏高。在具备调压能力的情况下,严禁各级电压处于超限值的运行状态。(3)如果电网为35kV及以上,那么负载产生的损耗将占总损耗的80%以上,此时负荷电压中对应关系曲线偏向中上限运行状态,这时可以适当调整母线的运行电压;如果电网为6~10kV,那么变压器产生的损耗将占总损耗的70%以上,而变压器的空载损耗则占总损耗的35%~55%,尤其后半夜运行时的负荷量较低,而运行电压则有所增高,因此空载损耗更为严重。当配电线路处于夜间低负荷运行状态时,在满足用户允许电压偏差的前提下,可根据电压的下限运行,避免过多损耗。另外,在确保二次电压处于正常运行的基础上,应尽量优化分接头的档位,做提高处理,从而有效控制铁心磁通的密度。但是该操作不能过于频繁,也不能长期不运作,应注意控制频率,一般不同季节进行1~2次调整即可。(4)配电网中的负荷并不是一成不变的,而是动态变化的。因此,不必对所有负荷点中经济电压进行调整,而应以调度实用性与操作性为出发点,结合变压器档位及相关规程,设置合理的电压偏移值,通过观察负荷电压的对应关系,按时段对负荷进行调整,从而实现经济性运行。(5)如果不能采取自动化调度的在线计算方法,则可利用负荷曲线实现离线计算过程,这样也可有效保障电网最优运行状态下的无功管理与经济运行。其具体方法如下:1)如果电网中的负载损耗及空载损耗比值偏大,那么就需要将运行电压适当提高,以保障降损效果。2)如果电网中的负载损耗及空载损耗比值偏小,那么就需要将运行电压降低,以保障降损效果。
5.结束语
总之,在我国国民经济飞速发展时期,电网调度的自动化控制水平大幅度提升,调度监控系统也得到认可与应用。通过应用调度自动化系统,采取在线计算或者离线计算模式,为电网自动化调度中无功电压管理提供了全新的手段,开辟了更具发展力的前景。在市场经济与低碳经济发展的大背景下,电网无功电压管理必须引起足够重视,才能实现更经济、更有效的运行,推动电网管理的长远发展。
参考文献:
[1]郭云川.电网无功电压管理系统及应用思路研究[J].科技资讯,2011,23:128+142.
[2]刘志扬.电网自动化调度的无功管理的措施及优化系统建立[J].黑龙江科技信息,2011,32:10.
[3]梁军.电网调度自动化系统概述[J].才智,2012,13:38.
[4]江龙才.电网自动化系统安全性考虑与建议[A].安徽省电机工程学会.华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2004年年会论文集[C].安徽省电机工程学会:,2004:5.
摘要:随着国民经济的快速发展及人们生活水平的日益提高,用户对电能质量提出了更高的要求,由此凸显出了加强电网监督与管理,实现有效的无功电压管理的重要性。本文将根据无功电压管理的目标与要求展开探讨,详细阐述在电网自动化调度中中无功电压管理的措施。
关键词:电网;自动化调度;无功电压;管理策略
1.无功电压管理的目标与要求
一方面,电力系统中的变压器、用电设备以及输配电线路,在运行过程中会吸收来自各方面的无功功率,系统的整体功率因数会有所下降,给线路运行带来极大的压力,同时电能损耗也会急剧增加,从而对电力企业的经济运行产生影响,严重时甚至对电力设备造成损坏。因此,强化电网自动化调度中的无功电压管理工作,可有效保障电网安全、稳定、经济运行,对节能降损具有重要作用。另一方面,在电力系统中实现无功运行,可对发电机电压、有载变压器的分接头以及无功设备容量等进行状态优化,降低系统中的有功损耗,稳步提升电压质量。对于无功优化策略来说,可以选择多种目标函数,而对降低网损最有效的目标常数,则可以作为无功电压的管理基础。做好电网无功功率补偿设施的建设管理,不仅有助于电压质量的提高,而且还能够进一步降低线损,达到节能的目的,为电网安全、可靠、稳定、经济运行提供强有力保障。
2.构建电网自动化调度管理系统
为了确保电力系统的安全、稳定运行,除了做好基本的无功管理外,还应实现无功优化系统。通过采取无功优化系统,实现自动化控制过程,可以减轻相关人员的工作量,比传统的人工操作方法更科学、精准。以电网自动化调度运行的实际情况为出发点,在无功优化系统中,应考虑以下几方面:(1)自动化控制的目标。在保障电网以及设备运行安全的基础上,基于全网角度实现无功电压优化,合理投入无功补偿设备,并实现无功分层的平衡性,尽量控制调节主变分接开关的次数,争取电压合格率达到最大值,降低输电网的损耗,以此支持电网调度自动化发展,改善电网中的电压质量,提高设备处理效率。(2)系统优化原则。首先,尽量保障全网范围内的电压合格率,同时将电能损耗降到最低点;其次,尽量减少全网设备的动作次数,确保所有操作与规范、标准相一致;最后,设置数学模型与目标函数,保障全网电能损耗最低。(3)功能的实现策略。通过对无功电压进行综合计算,产生各道调节指令,包括无功补偿设备的指令信2息、无功电压控制信息等,将接收到的信息传输到工作站,由工作站将指令输入到SCADA系统中,完成执行过程。要求所处区域内的电网等级电压必须在合格数值范围内,对本级电网中的无功功率进行优化调节,促使无功分层的就地平衡,以保障电力系统运行合格。另外,对于同电压等级不同变电所的电容器来说,其最终组合方式根据计算来决定。
3.电网自动化调度中无功电压管理的主要措施
强化无功电压的优化管理,分层平衡、分区平衡是关键所在。实现无功补偿的最佳状态就是任何电压线路中都不会产生无功电流,同时各个电压母线中的功率因数为1,减少多级变压器输送或者长距离输送无功功率的现象。归纳总结,强化无功电压管理主要采取以下方法:(1)遵循自下向上的原则,从末端逐级向电源端进行平衡补偿。有关补偿容量的计算公式为:Qc=P(tanα1-tanα2),其中P为最大负荷下的平均有功功率。(2)对变电站中的无功电压进行优化调整,需要确保变电站中母线电压的质量与补偿装置实现即时投停状态。当所有补偿装置投入使用后,如果变电站中母线无功补偿还是不能满足要求,那么则需及时上报相关部门,以协调解决问题。(3)有关电压曲线的选择,主要结合电网负荷的变化以及调压需求等制定,在具备无功调整的变电站中,应按照电压曲线需求对无功出力状态进行调整,值班调度员结合电网运行实际情况进行修改,并监督其运行。(4)如果处于无功负荷运行高峰期,那么就需要加大监视力度,确保电压与目标电压值相符;如果处于无功负荷运行低谷期,那么可以将无功降低到目标电压值,或者将功率因数提高至0.95以上,保持地区内小电厂的功率因数在0.98以上。
4.基于经济运行的无功电压调整对策
电网调度自动化系统支持在线计算与离线计算相结合,通过应用负荷电压中对应关系的曲线,确保电压质量,对发电机端电压以及变压器等进行合理调控,促使电网运行中电压最优化,以此实现降损节能目标。
基于经济性角度,笔者对调整电压的具体措施分析如下:(1)在保持无功功率平衡状态的基础上,应用负荷变压中对应的关系曲线,结合负荷状况对变压器的分接头进行调整;如果母线电压相对较低,则需要先操作电容器组,然后对主变分头进行调整;如果母线电压已超过偏差的允许范围,那么就需要对主变分接开关档位进行调整,以控制电压。(2)在电压偏差允许范围之内,对供电电压进行调整,以保障在高峰負荷状态时,电压值比低谷状态的电压值偏高。在具备调压能力的情况下,严禁各级电压处于超限值的运行状态。(3)如果电网为35kV及以上,那么负载产生的损耗将占总损耗的80%以上,此时负荷电压中对应关系曲线偏向中上限运行状态,这时可以适当调整母线的运行电压;如果电网为6~10kV,那么变压器产生的损耗将占总损耗的70%以上,而变压器的空载损耗则占总损耗的35%~55%,尤其后半夜运行时的负荷量较低,而运行电压则有所增高,因此空载损耗更为严重。当配电线路处于夜间低负荷运行状态时,在满足用户允许电压偏差的前提下,可根据电压的下限运行,避免过多损耗。另外,在确保二次电压处于正常运行的基础上,应尽量优化分接头的档位,做提高处理,从而有效控制铁心磁通的密度。但是该操作不能过于频繁,也不能长期不运作,应注意控制频率,一般不同季节进行1~2次调整即可。(4)配电网中的负荷并不是一成不变的,而是动态变化的。因此,不必对所有负荷点中经济电压进行调整,而应以调度实用性与操作性为出发点,结合变压器档位及相关规程,设置合理的电压偏移值,通过观察负荷电压的对应关系,按时段对负荷进行调整,从而实现经济性运行。(5)如果不能采取自动化调度的在线计算方法,则可利用负荷曲线实现离线计算过程,这样也可有效保障电网最优运行状态下的无功管理与经济运行。其具体方法如下:1)如果电网中的负载损耗及空载损耗比值偏大,那么就需要将运行电压适当提高,以保障降损效果。2)如果电网中的负载损耗及空载损耗比值偏小,那么就需要将运行电压降低,以保障降损效果。
5.结束语
总之,在我国国民经济飞速发展时期,电网调度的自动化控制水平大幅度提升,调度监控系统也得到认可与应用。通过应用调度自动化系统,采取在线计算或者离线计算模式,为电网自动化调度中无功电压管理提供了全新的手段,开辟了更具发展力的前景。在市场经济与低碳经济发展的大背景下,电网无功电压管理必须引起足够重视,才能实现更经济、更有效的运行,推动电网管理的长远发展。
参考文献:
[1]郭云川.电网无功电压管理系统及应用思路研究[J].科技资讯,2011,23:128+142.
[2]刘志扬.电网自动化调度的无功管理的措施及优化系统建立[J].黑龙江科技信息,2011,32:10.
[3]梁军.电网调度自动化系统概述[J].才智,2012,13:38.
[4]江龙才.电网自动化系统安全性考虑与建议[A].安徽省电机工程学会.华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2004年年会论文集[C].安徽省电机工程学会:,2004:5.